книги из ГПНТБ / Дунин-Барковский Л.В. Физико-географические основы проектирования оросительных систем (районирование и водный баланс орошаемой территории)
.pdf
|
|
|
|
П р о д о л ж е н и е |
табл . 2 |
|||
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
м |
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
Тип |
' 2 |
Год |
С « |
Исследо |
|
Районы |
|
раститель |
£ о. |
|
||||
|
|
s |
S |
вателя |
||||
|
|
|
ности |
|
|
й> |
<j |
|
|
|
|
|
|
|
2 я |
|
|
|
|
|
|
о |
|
2 о, |
|
|
|
|
|
|
О |
|
и S |
|
|
Лос-Григос (Нью- |
Травы, |
178 |
1927—1928 |
577 |
Элдер |
|||
Мексико) . . . |
||||||||
|
|
|
растущие |
|
|
|
|
|
|
|
|
на солон |
|
|
|
|
|
|
|
|
чаках |
|
|
|
|
|
Долина Месилла |
То же |
_ |
1936-1937 |
1005 |
Блейни |
|||
(Нью-Мексико) |
||||||||
Карлсбад |
(Нью- |
Тростник |
313 |
1940 |
1135 |
Блейни- |
||
Мексико) . |
. , |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Морин |
То же |
. . . |
Солончако |
313 |
1940 |
1450 |
То же |
||
|
|
|
вый кедр |
|
|
|
|
|
Саффорд |
(Аризо |
То же |
152 |
1944 |
2190 |
Гейтвуд- |
||
на) ................... |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Робин- |
|
|
|
|
|
|
|
|
сон |
То же |
. . . . |
Амер. |
152 |
1944 |
72,0 |
То же |
||
|
|
|
тополь |
|
|
1825 |
|
|
Сан-Луис |
Рей |
То же |
356 |
1941-1943 62,5 Макел- |
||||
(Калифорния) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
1585 |
Блейни |
|
Викторвилл |
(Ка |
|
229 |
1931—1932 |
1990 |
Блейни- |
||
лифорния) |
|
» |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Тейлор |
Г о р н ые |
в о д о р а з д е л ы |
(отсутствие грунтовых вод) |
||||||
Съерра |
Анча |
Травы |
300 |
1938—1939 |
282 |
Рич |
||
(Аризона) . . . |
||||||||
То же |
. . . |
То же |
897 |
1940-1941 |
667 |
|
||
» |
• |
» |
То же |
668 |
1936 |
6)7 |
» |
|
Сан-Димас (Кали |
Колючий |
1142 |
1942—1943 |
518 |
Роу- |
|||
форния) . . . . |
||||||||
|
|
|
кустарник |
|
|
|
|
Колман |
76
Тип Районы раститель
ности
Осадки (им)
П р о д о л ж е н и е
Годовоеиспарение |
транспирациян (мм) |
Год |
|
табл . 2
Исследо
ватели
Сан-Димас (Кали- |
Чумиза |
1142 |
1942-1943 |
574 |
То же |
|
форния) . . . . |
||||||
Сев. Форк (Кали- |
Колючий |
650 |
1938-1939 |
412 |
|
|
форния) . . . . |
* |
|||||
|
|
кустарник |
|
1938-1939 |
|
|
То же |
. . . . |
То же |
1035 |
452 |
я |
Размер коэффициента К для различных видов расти тельности приведен в таблице 6, а процент дневных ча сов в таблице 7.
Пользование формулой (2) при наличии данных о растительном покрове и температурах позволяет полу чить ориентировочный размер испарения — транспира ции.
Следует, однако, иметь в виду, что, по данным Б. А. Келлера (1929),, размеры испарения—транспирации не которых видов естественной растительности, как, напри мер, камыша, тростника, рогоза, тамарикса, солодки, а также некоторых видов солянок, при наличии пресных вод могут в условиях наших орошаемых районов харак теризоваться значительно большими величинами, чем получаемыми по формуле (2).
Для более точного расчета водного баланса следует предварительно провести полевые исследования водопотребления и вывести соответствующие дифференцирован ные коэффициенты для естественной и культурной ра стительности при различной густоте стояния, глубине залегания грунтовых вод, метеорологической обстанов ке и соответствующей агротехнике. Вместе с тем необхо димо иметь уточненные данные по географическому рас пространению растительного покрова, осадкам, залега нию грунтовых вод и другим элементам, характеризую щим природные условия территории данного бассейна.
77
Т а б л и ц а 3
Величина испарения грунтовой воды и транспирации при различной глубине залегания грунтовых вод
(по Легостаеву)
Почвы
Почвы залежные, сильнозасо ленные, без растительного покрова ......................................
То же ......................................
Почвы залежные, среднезасо ленные, без растительного покрова ......................................
То же ......................................
Почвы залежные, слабозасолен ные с естественным покро-
вом ..............................................
То ж е ..................................
Почвы культурные, слабозасоленные, покров—люцерна . .
То же . ..........................................
Почвы культурные, слабозасоленные, покров—хлопчатник .
То ж е ..............................................
Всего испаряется воды (ма/га)
Глубинагрунтовых м(вод) |
годза |
вегетационныйза периодс апреля сентябрьпо |
невегетационныйза периодс октября апрельпо |
СО |
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
ft |
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
* |
|
|
j; |
1 |
|
0,5 |
2538 |
2210 |
328 |
100 |
1,0 |
1020 |
855 |
165 |
40,2 |
1,5 |
385 |
325 |
60 |
15,2 |
0.5 |
3542 |
3157 |
385 |
100 |
1,0 |
1330 |
1085 |
245 |
37,5 |
1.5 |
495 |
425 |
70 |
14,0 |
0,5 |
20265 |
18885 |
1380 |
100 |
1,0 |
12942 |
12267 |
675 |
63,9 |
1.0 |
20450 |
19110 |
1340 |
100 |
1,5 |
16990 |
16010 |
980 |
83,1 |
1,0 |
6155 |
5725 |
430 |
100 |
1.5 |
3665 |
3265 |
400 |
59.5 |
78
|
Т а б л и ц а |
4 |
|
Сезонное потребление воды различными |
орошаемыми |
культурами, |
|
по данным полевых опытов, в некоторых |
западных |
штатах |
США |
Сезон или Районы и культура Год период
произрастания
Водопотребление (мм)
Исследова
тели
Л ю ц е р н а |
|
Боннере-Ферри |
1940-1947 |
(Айдахо) . . . |
|
Карлсбад (Нью- |
1940 |
Мексико) . . . |
|
Логан (Юта) . . |
1902-1929 |
Сан-Фернандо |
1940 |
(Калифорния) . |
|
Х л о п ч а т н и к |
|
Бакерефильд (Ка |
1927—1930 |
лифорния) . . |
|
Форт-Стоктон |
1940 |
(Техас) . . . . |
|
Лос-Банос (Кали |
1932 |
форния) . . . . |
|
Mesa (Аризона) . |
1935 |
Ме л к о с е м е н-
ны е
ку л ь т у р ы
Боннере-Ферри |
1930-1947 |
|
(Айдахо) |
. . . |
|
Долина Сан-Луис |
1936 |
|
(Колорадо) |
. . |
|
Скотсблафф |
(Не |
1932-1935 |
браска) . |
. . . |
5/V-25/IX |
610 |
Марр и |
|
|
Криддл |
18/1V—10/XI |
975 |
Блейни |
7/V-11/XI |
635 |
Питтлан и |
|
|
Стюарт |
1/IV-3/X |
950 |
Блейни"и |
|
|
Стоквелл |
1/IV-31/X |
742 |
Бекетт и |
|
|
Даншоу |
13/1V—11/XI |
735 |
Блейни и |
|
|
Бладгуд |
1/V-31/X |
650 |
Адамс и |
|
|
Вейхмейер |
1/1V-31/X |
785 |
Гаррис и |
|
|
Хокинс |
5/V—5/VIII |
445 |
Марр и |
|
|
Криддл |
1/V1-31/V11I 357 |
Блейни |
|
20/IV—25/VI1 |
374 |
Боуен |
79
|
|
П род ол ж ен и е |
таблиц ы 4 |
|
|
|
|
\о |
|
|
|
Сезон или |
н S |
Исследова |
^Районы и культура |
Год |
период |
О |
|
С 4, |
тели |
|||
|
|
произрастания |
® X |
|
|
|
|
5 * |
|
|
|
|
О 4, |
|
|
|
|
CQч |
|
А п е л ь с и н ы
Азуза (Калифор
ния) ...............
Меза (Аризона) .
Ли с т в е н н ы е
фр у к т ы
Альбукерк (НьюМексико) . . .
Венатчи (Вашинг
тон) ...................
Антарно (Кали форния) . . . .
К а р т о ф е л ь
Боннере-Ферри (Айдахо)
Онтарио (Орегон)
Долина Сан-Луис (Колорадо) . .
Са х а р н а я с в е к л а
Логан (Юта) . .
Скотсблафф (Не браска) . . . .
Ог о р о д н ы е
ку л ь т у р ы
Стоктон (Кали форния) . . . .
То же . . . . .
' 1929
1 9 3 1 - 1 9 3 4
1936
1908
1948
1947
1 9 4 1 - 1 9 4 2
1930
1 9 0 2 - 1 9 2 9
1 9 3 2 - 1 9 3 6
1 9 2 5 - 1 9 2 8
1 9 2 5 - 1 9 2 8
1 / I V - 3 1 / X |
555 |
Блейни и |
|
|
Тейлор |
1 /1 I I - 3 1 /X |
822 |
Гаррис и |
|
|
Киннисон |
1 / V - 3 0 / I X |
496 |
Блейни |
15/1V — 22/Х |
585 |
Фортье |
1 / I V - 3 0 / I X |
722 |
Блейни и |
|
|
Тейлор |
7 /V — 27/1V ^ |
583 |
Марр и |
|
|
Криддл |
2 0 /IV — 31 /V III |
455 |
Санфорд |
|
|
Криддл |
1 / V I - 3 0 / I X |
505 |
Блейни |
15/1V — 15/Х |
635 |
Питтман |
|
|
Стюарт |
20/1V —-15/Х |
610 |
Боуен |
1/V — 30/IX |
544 |
Стаут |
1 / I V - 3 1 / X |
625 |
■ |
|
|
! 80
Т а б л и ц а 5
Расход воды на транспирацию разными видами растений (в пределах Кура-Араксинской низменности в 1946 г.)
____________________ (по Бейдеман)_______________________
Наименование растения |
Весь расход |
Группа |
(м3/га) |
растений |
Петросимония . • . Полынь Мейера . . Солянка жирная . . Элуропус Шведка высокая .
Собачий зуб . . . .■ Солерос . . . . . .
Карган ...................
Лебеда ............... |
- . |
Галостахис . |
. |
Верблюжья |
колючка |
Е л г у н ............... |
... . |
Тростник ............... |
|
Солодка ................... |
|
500 |
О |
580 |
О |
9S0 |
о |
1680 |
т |
2200 |
т |
2290 |
т |
2380 |
т |
3330 |
р |
4120 |
т |
4420 |
? |
5150 |
р |
7500 |
р |
11940 |
н |
15880 |
р |
О — растения, использующие влагу дождей, Т — капиллярную влагу почвы, Р — грунтовую воду, Н — поверхностные воды.2
2. УЧЕТ ИЗМЕНЕНИЙ ВОДНОГО БАЛАНСА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
ОРОСИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ОРОШЕНИЯ И ПОТЕРЬ ИЗ ВОДОХРАНИЛИЩ
Определение оросительной способности источников обычно основывается на русловом или водоземельном балансе, включающем в себя приходные и расходные элементы. Приходные элементы — сток реки по опорным гидрометрическим постам (расположенным обычно при выходе рек из горного пояса) и дополнительные или возвратные воды, выклинивающиеся в русле реки и оросительных каналах, ниже опорных гидрометрических постов. Расходные элементы — водопотребление сель скохозяйственных культур на орошаемых землях и по тери воды в водохранилищах и оросительных систе мах.
Приходная часть баланса устанавливается по непо средственным наблюдениям стока на опорных и балансо вых гидрометрических постах за более или менее дли-
6-903 |
81 |
Т а б л и ц а 6
Средние значения коэф ф ициента К в условиях запада США
Продолжительность Коэффициент Культур» сезона, или периода водопотреб-
произрастания лення (К)а
На о р о ш а е м о й
пл о щ а д и
Люцерна
Бобовые
Хлебные злаки
Хлопок
Цитрусовые
Лиственные фрукты
Лен
Пастбища, трава
Картофель
Мелкосеменные культуры
Сорго
Сахарная свекла
Ес т е с т в е н н а я
ра с т и т е л ь н о с т ьб*
Очень густая
Густая
Средняя
Редкая
Безморозный . . . |
0,80—0,85 |
||
3 |
месяца |
.................... |
0,60 -0,70 |
4 |
. |
.................... |
0,75—0,85 |
7 |
месяцев ................ |
0,60—0,65 |
|
7 |
............................. |
|
0,50—0,65 |
Безморозный . . . 0,60—0,70 7—8 месяцев . . . . 0,80
Безморозный . . . . 0,75
3,5 |
м есяца................ |
|
|
|
|
0,65 |
-0,75 |
3 месяца .................... |
|
|
|
|
0,75 |
-0,85 |
|
4—5 месяцев . |
. |
. |
. |
|
0,70 |
|
|
5,5 |
м есяца................ |
|
|
|
|
0,65 -0,75 |
|
Безморозный |
|
. . . |
1,30 |
|
|||
|
• |
• |
• |
• |
• |
1,20 |
|
|
• |
• |
• |
« |
• |
1,00 |
|
|
• |
• |
• |
« |
• |
0,80 |
|
s Низкие значения К для |
прибрежных районов,, высокие— |
для областей с засушливым климатом. |
|
6 Достаточное количество |
влаги от грунтовых вод. |
тельный период, предшествовавший составлению водозе мельного баланса. Для установления проектных разме ров приходной части производится статистическая обра ботка наблюдений и вводятся поправки на возможное увеличение водозабора на участках, расположенных вы ше опорных гидрометрических постов, а также на допол-
82
Т а б л и ц а 7
Процент дневных часов в году (Р)
|
|
|
|
|
|
Северная широта (в градусах) |
|
|
|
|
|
|||
Месяц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
38 |
40 |
42 |
44 |
46 |
48 |
50 |
Январь . . . . |
7 ,5 8 |
7 ,4 9 |
7 ,4 0 |
7 ,3 0 |
7 ,2 0 |
7 ,1 0 |
6 ,9 9 |
6 ,8 7 |
6 ,7 6 |
6 ,6 2 |
6 ,4 9 |
6 ,3 3 |
6 ,1 7 |
5 ,9 8 |
Февраль . . . |
7 ,1 7 |
7 ,1 2 |
7 ,0 7 |
7 , 0 3 |
6 ,9 7 |
6,91 |
6 ,8 6 |
6 ,7 9 |
6 ,7 3 |
6 ,6 5 |
6 ,5 8 |
6 ,5 0 |
6 ,4 2 |
6 ,3 2 |
Март . . . . |
8 ,4 0 |
8 ,4 0 |
8 ,3 9 |
8 ,3 8 |
8 ,3 7 |
8 ,3 6 |
8 ,3 5 |
8 ,3 4 |
8 ,3 3 |
8,31 |
8 ,3 0 |
8 ,2 9 |
8 ,2 7 |
8 ,2 5 |
Апрель . . . |
8 ,6 0 |
6 , 6 4 |
6 ,6 8 |
8 ,7 2 |
8 ,7 5 |
8 ,8 0 |
8 ,8 5 |
8 ,9 0 |
8 ,9 5 |
9 ,0 0 |
9 ,0 5 |
9 ,1 2 |
9 ,1 8 |
9 ,2 5 |
М а й ................ |
9 ,3 0 |
9 ,3 8 |
9 ,4 6 |
9 ,5 3 |
9 ,6 3 |
9 ,7 2 |
9,81 |
9 ,9 2 |
10,02 |
1 0 ,14 |
10,26 |
10,39 |
1 0 ,53 |
10,£ 9 |
Июнь . . . . |
9 ,2 0 |
9 ,3 0 |
9 ,3 8 |
9 ,4 9 |
9 ,6 0 |
9 ,7 0 |
9 ,8 3 |
9 ,9 5 |
10,08 |
10,21 |
10,38 |
1 0 ,54 |
10,71 |
1 0 ,93 |
Июль . . . . |
9,41 |
9 ,4 9 |
9 ,5 8 |
9 ,6 7 |
9 ,7 7 |
9 ,8 8 |
9 ,9 9 |
1 0 ,10 |
10,22 |
10,35 |
1 0 ,49 |
10,64 |
1 0 ,80 |
10,99 |
Август . . . . |
9 ,0 5 |
9 ,1 0 |
9 ,1 6 |
9 ,2 2 |
9 ,2 8 |
9 ,3 3 |
9 ,4 0 |
9 ,4 7 |
9 ,5 4 |
9 ,6 2 |
9 ,7 0 |
9 ,7 9 |
9 ,8 9 |
10,00 |
Сентябрь . . |
8,31 |
8,31 |
8 ,3 2 |
8 ,3 4 |
8 ,3 4 |
8 ,3 6 |
8 ,3 6 |
8 ,3 8 |
8 ,3 8 |
8 ,4 0 |
8,41 |
8 ,4 2 |
8 ,4 4 |
8 ,4 4 |
Октябрь . . . |
8 ,0 9 |
8 ,0 6 |
8 ,0 2 |
7 ,9 9 |
7 ,9 3 |
7 ,9 0 |
7 ,8 5 |
7 ,8 0 |
7 ,7 5 |
7 ,7 0 |
7 ,6 3 |
7 ,5 8 |
7,51 |
7 ,4 3 |
Ноябрь . . . |
7 ,4 3 |
7 ,3 6 |
7 ,2 7 |
7 ,1 9 |
7 . И |
7 ,0 2 |
6 ,9 2 |
6 ,8 2 |
6 ,7 2 |
6 ,6 2 |
6 ,4 9 |
6 , 3 6 |
6 ,2 2 |
6 ,0 7 |
Декабрь . . . |
7 ,4 6 |
7 ,3 5 |
7 ,2 7 |
7 ,1 4 |
7 ,0 5 |
6 ,9 2 |
6 ,7 9 |
6 ,6 6 |
6 ,5 2 |
6 ,3 8 |
6 ,2 2 |
6 ,0 4 |
5 ,8 6 |
5 ,6 5 |
Год . . 1 0 0,0 1 0 0,0 1 0 0,0 1 0 0,0 1 0 0 ,0 1 0 0,0 100,0 1 0 0,0 1 0 0,0 100,0 1 0 0 ,0 100,0 100,0 1 0 0,0
нительное увеличение возвратных вод за счет сброса дренажных вод с вновь орошаемых земель (в размере от 10 до 30% от водопотребления).
Расходная часть определяется режимом орошения сельскохозяйственных культур, устанавливаемым в со ответствии с заданной урожайностью, агротехникой, поч венными, гидрогеологическими и климатическими усло виями, потерями на фильтрацию и испарение с открытой водной поверхности водохранилищ, а также потерями на фильтрацию из каналов.
Размеры потерь на фильтрацию из водохранилищ оп ределяются в соответствии с инженерно-геологическими условиями чаши и створа плотины, а размеры потерь на испарение — как разность между испарением с открытой водной поверхности (установленным непосредственными измерениями) и осадками, выпадающими на поверхность водохранилища. Потери на фильтрацию в оросительных каналах учитываются путем введения в расчет коэффи циента полезного действия оросительных систем, величи на которого устанавливается в зависимости от гидрогео логических условий, проектируемых мероприятий по борьбе с потерями, оборудованности систем сооружения ми, протяженности каналов и организации водораспределения (обычно в пределах 0,40—0,70).
Оросительная способность источника орошения опре деляется подбором при различных вариантах размеще ния орошаемых земель и регулирования стока в водохра нилищах. В общем виде для данного варианта расчета оросительная способность является частным от деленияприходной части баланса по расчетному году на удель ное водопотребление с учетом потерь.
Метод водоземельного баланса нашел отражение в методических указаниях по водохозяйственному кадаст ру СССР, разработанных Секцией водохозяйственных проблем Академии наук СССР (Близняк, 1956).
Согласно Инструкции по составлению ирригационно го кадастра СССР, одобренной Ученым советом секции, потенциальная оросительная способность водоисточника (в тыс. га) определяется по формуле:
где V—средний многолетний объем стока, в млн. м3, М0
средневзвешенная для данного учетного района ороси-
'•>.
84
тельная норма, в м3/га; К — поправочный коэффициент (меньше единицы), учитывающий неполное использова ние стока в течение вегетационного периода.
Такая методика определения оросительной способ ности применяется водохозяйственными организациями начиная с XIX столетия, когда Отделом земельных улучг шений Министерства земледелия и государственных имуществ начали разрабатываться проекты развития ороше ния в более или менее крупных масштабах.
Во второй половине XIX столетия, вскоре после того как Туркестан был присоединен к России, возник вопрос о возможности дальнейшего развития орошения на оро сительных системах Средней Азии.
Уже в 1875 г. были начаты работы по строительству Кауфманского канала для орошения значительной пло щади Голодной степи. Однако эти работы, выполнявшие ся без предварительно разработанного технически гра мотного проекта, вскоре были приостановлены. Несколь ко позже — в 90 годах — началось строительство ороси тельных систем в Мургабском оазисе, где на вновь оро шаемых землях создавалось так называемое Мургабское государево имение.
Одновременно в ряде районов от отдельных предпри нимателей и акционерных обществ поступали заявки на строительство ирригационных систем в целях освоения значительных площадей, главным образом под хлоп чатник Г
После Андижанского восстания в 1898 г. царское пра вительство было озабочено тем, чтобы переселить в Среднюю Азию колонистов из европейской части страны. В связи с этим Переселенческим управлением и Отделом земельных улучшений в ряде среднеазиатских районов были начаты изыскательские, а с 1908 г.— строительные работы по сооружению оросительных систем в Голодной степи.1
1 Такие заявки поступили эмиру бухарскому от некоего Рехтзамера на производство работ по орошению Зеравшанской долины и Каршинской степи. На юге современного Узбекистана Ширабадским акционерным обществом проводились подготовительные мероприя тия по орошению земель в долине Сурхан-Дарьи. В 1886 г. были на чаты работы по строительству Бухар-Арыка, а в 1896 г. Хива-Арыка для орошения земель в Голодной степи. Аналогичные шаги предпри нимались и в других районах.
85