книги из ГПНТБ / Муратов Н.В. Лиманное орошение по широким полосам (основные расчеты)

Необходимо иметь в виду также то, что на лиманное орошение ярусного типа удель­ ные капиталовложения (из расчета на 1 га) возрастают с увеличением уклона орошаемой местности. При орошении же по широким по­ лосам капитальные затраты меньше. Эконо­ мическая эффективность орошения по широ­ ким полосам возрастает с увеличением уклона местности (удельные капитальные затраты на 1 га снижаются).

Определение площади лиманного орошения по широким полосам

и варианты оросительных систем

Площадь лиманного орошения определяет­ ся с учетом размера массива земель, приле­ гающего к какому-либо источнику, и его вод­ ных ресурсов, а также установленной ороси­ тельной нормы. При этом оросительные си­ стемы соответственно рельефу местности мо­ гут быть запроектированы в разных вариан­ тах.

' В зависимости от размера водных и зе­ мельных ресурсов могут быть следующие ва­ рианты: 1) площадь орошения ограничена вод­ ными ресурсами; 2) водные ресурсы доста­ точны.

В первом случае необходимо принять нор­ му воды лиманного орошения минимальной с тем, чтобы оросить как можно большую пло­ щадь. Во втором случае, наоборот, норму во­ ды принимают максимальной с тем, чтобы полнее использовать водные ресурсы.

10

По способу распределения воды ороситель­ ные системы лиманного орошения по широким полосам в зависимости от рельефа местности бывают двух видов: системы с устройством распределительного канала, подающего воду от источника и распределяющего ее по поло­ сам; системы с устройством подпорной дамбы с водосливами, через которые вода автомати­ чески распределяется по полосам.

Эти два варианта оросительных систем по­ казаны на рис. 1.

В сложных условиях местности может быть использован и третий вариант, включающий два названных.

Во всех случаях предусматривается забор воды из источника путем устройства плотины или других видов водозаборных сооружений. Выбор их определяется соответствующими ус-

Рис. 3. Гидрограф паводка 50-процентной обеспечен­ ности.

11

ловиями: водоносностью источника, рельефом и геологической характеристикой места водо­ забора.

Водными источниками для лиманного оро­ шения могут быть реки, сухие русла и лога, не­ сущие весной паводковые воды.

Для установления размера лиманного оро­ шения определяется режим и водоносность источника, как правило, 50-процентной обеспе­ ченности.

Для условий Казахстана и ряда других районов страны график режима источника орошения может быть представлен в виде тре­ угольника (рис. 3). Максимальной ординатой является максимальный расход паводка 50-процентной обеспеченности— Q макс, в м^/сек; площадь треугольника — объем стока паводка 50-процентной обеспеченности— W в тыс. ж3. Основание треугольника — время прохождения паводка — Тпав. в сутках — опре­ деляем по формуле:

По полученному графику режима паводко­ вых вод объем воды, который можно исполь­ зовать для лиманного орошения, определяется с учетом потребности в воде для других нужд. Устанавливается следующая очередность водораспределения по потребителям: 1—для во­ доснабжения населенных пунктов; 2 — для во­ доснабжения животноводства и промышлен­ ных предприятий; 3 — для регулярного ороше­ ния; 4 — для лиманного орошения.

Использование паводкового стока больших

12

рек, как правило, предопределяется специаль­ ной схемой, учитывающей все нужды народно­ го хозяйства в воде.

Размер потребления воды водопользовате­ лями наносится на график. Затем составляет­ ся окончательный график возможной водоподачи для лиманного орошения и определяется объем этой водоподачи'— W (тыс. мг).

Для определения возможной площади ли­ манного орошения предварительно устанавли­ вается его норма. Она выражается в количе­ стве воды, которое необходимо подать на поле из расчета на 1 га. Эта норма рассчитана на создание в 1,5—2-метровом слое почвы за­ паса продуктивной влаги, необходимой для получения заданного урожая сельскохозяйст­ венных культур.

Указанный 1,5—2-метровый слой почвы на­ зывается глубиной активного слоя почвы и обозначается буквой Н.

На основе данной глубины активного слоя почвы и ее структурного состояния норма ли­ манного орошения определяется по формуле академика А. Н. Костикова, которая для усло­ вий максимального насыщения водой почвы имеет вид:

*лиманного орошения в зависимости от вели­ чины Н определяется таблицей 1.

Впрактике проектирования норму лиман­

почв и водоносности источника орошения.

Таблица 1

Нормы лиманного орошения в зависимости от глубины активного слоя почвы (м3/га)

Виды, почв

В условиях близкого залегания грунтовых вод норму лиманного орошения уменьшают на 10—20%.

Таким образом, имея объем воды источни­ ка, возможного для использования на лиман­ ное орошение— W (тыс. лг3), площадь лиман­ ного орошения нетто — F (тыс. га) опреде­ ляем по формуле:

где т] — к. п. д. системы лиманного орошения, который с учетом потерь в распреде­ лительном канале и 10% сброса при­ нимается равным 0,85.

Площадь брутто принимается примерно на 5% больше площади нетто.

Исходя из полученного размера площади брутто, на местности изыскивается соответст­ вующий земельный массив с учетом необходи­ мого командования воды, подаваемой самоте­ ком от источника орошения при плотинном или

14

бесплотинном водозаборе. Место водозабора должно удовлетворять необходимым техниче­ ским условиям.

Как массив орошения, так и место водоза­ бора предварительно выбираются по имею­ щимся картам с горизонталями масштаба от 1 : 100 000 до 1 : 1000. Участки орошения в дальнейшем обследуются на месте для уточ­ нения пригодности их, а также границ распо­ ложения в зависимости от почвенных, гидро­ геологических и геологических условий. Необ­ ходимо выяснить также, какие изменения произошли на месте со времени издания кар­ ты. При этом учитываются хозяйственные воз­ можности и границы землепользования. По условиям орошения и хозяйственной целе­ сообразности границы землепользования мо­ гут быть исправлены (как правило, без изме­ нения площади землепользования хозяйств), согласованы и утверждены в установленном законом порядке.

При выборе массива орошения особое вни­ мание обращается также на рельеф местно­ сти, который должен быть достаточно ровным, допускающим устройство полос на нем длиной не менее 0,5 км и шириной 100—250 м при среднем поперечном уклоне полосы не более 0,005 (один метр падения местности на 200 ж ширины полосы).

Система лиманного орошения по широким полосам должна проектироваться, как прави­

ределением размеров полос расчетом) предва­ рительно проектируется система с полосами,

имеющими размер в указанных пределах (см. следующий раздел).

При этом необходимо добиваться получе­ ния прямолинейных полос, учитывая границы землепользования (при необходимости изме­ нения их), естественные границы (реки, озера, овраги и т. д.), а также железные и шоссейные дороги, государственные трубопроводы, линии электропередач, каналы.

Поля севооборота необходимо проектиро­ вать по возможности прямоугольной формы, допускающей перекрестную обработку, при длине гона не менее 0,5 км (с переезжими ва­ ликами в границах поля).

Размеры полосы и поливного потока

При проектировании системы лиманного орошения по широким полосам прежде всего очень важно правильно определить размеры полос и величину поливного потока с учетом рельефных и почвенных условий массива оро­ шения.

Размеры полосы и величина поливного по­ тока должны удовлетворять следующим трем условиям: первое — расход воды на орошение полосы должен соответствовать заданной нор­ ме; второе — скорость поливного потока воды на полосе не должна превышать скорости, до­ пустимой на размыв и в условиях сосредото­

не должны превышать заданных размеров, установленных соответственно высоте огради­ тельного валика.

16

С учетом этих требований принимаются две расчетные схемы. Первая схема применяется для расчетов по первому условию (рис. 4), вто­ рая — для расчетов по второму и третьему условиям (рис. 5).

Сток ВО Д Ы ПОСЛЕ ПРЕКРА ­

Щ Е Н И Я Е Е П О ДАЧИ 8

Рис. 4. Схема движения и впитывания воды на поло­ се в продольном разрезе при лиманном орошении по широким полосам.

На первой схеме представлены движения и эпюра впитывания воды поливного потока. Подразумевается, что движение потока проис­ ходит в средних условиях при равномерном распределении его по ширине полосы.

На второй схеме представлено движение поливного потока в поперечном сечении поло­ сы, когда полоса имеет поперечный уклон и по- ‘ток сосредоточен поэтому на одной ее стороне. При этом подразумевается, что такое сосредо­ точение потока бывает не по всей полосе, по­ скольку поперечное сеЧение берется для рас­ чета только на отдельных участках полосы длиной 200—300 м, где имеется наибольший

гоо, публичная

поперечный уклон (определяется по карте с го­ ризонталями). Причем поперечный уклон, рав­ ный 0,005, принимается в расчет и в том слу­ чае, когда по проекту его нет (полосы везде

в процессе эксплуатации системы.

Итак, чтобы расход воды на орошение по­ лосы соответствовал заданной норме, опреде­ ляем на основе первой расчетной схемы (рис. 4) потребный объем воды на полосу Wn

где: Л10 = 0,0001 М га — средняя норма лиман­ ного орошения, выраженная в метрах слоя во­

для условия более равномерного увлажнения полосы по ее длине.

Далее определяем продолжительность вре­ мени подачи воды в начале полосы, учитывая, что за это время в почву должно впитываться такое количество воды, которое соответствует заданной средней норме. Это время опреде­ ляется по следующей формуле:

18

где: Т — продолжительность времени подачи воды в начале полосы (в сутках);

М — 1,172 Мо — слой воды (м), впитывае­ мый в начале полосы за время Т и принятый с увеличением на 17,2% против средней нор­ мы (М0) с тем, чтобы получить среднее впи­ тывание по всей длине полосы, равное норме. При этом впитывание в конце полосы сни­ жается против нормы на 27,4% при сбросе 10% поданной воды (см. формулу 4);

Ко — коэффициент впитывания воды в поч­ ву, выраженный в метрах слоя воды за сутки (м/сут.). Этот показатель принимается в за­ висимости от структурности почвы в следую­ щих размерах1:

Потребный расход воды поливного пото­ ка— Q (в начале полосы) определяется по формуле:

В дальнейших некоторых расчетах полу­ ченное значение Q принимается не только для начала полосы, но и для всех ее участков по длине. Это делается потому, что возможны случаи, когда из-за переувлажнения началь­ ных участков полосы головной расход остает­ ся почти без изменений и на ниже располо­ женных участках.

1 Опытные данные КазНИИВХ.

19