Максимальный расход на укомплектованный график является расчетным расходом для оросительных каналов и труб.

2.4. Метод расчета режима орошения

Режим орошения – это совокупность оросительной и поливных норм, числа и сроков поливов и порядок подачи воды на поливной участок.

При разработке этого вопроса прежде всего следует установить суммарное водопотребление орошаемого участка, занятого определенной культурой. Расход воды полем равен объему воды, расходуемой на транспирацию, испарение с поверхности почвы. Частное от деления этих величин и выраженное в кубических метрах на гектар на продуктивную часть урожая в тоннах называется коэффициентом водопотребления. Он устанавливается на основе обобщения многолетних опытных данных для каждой культуры в конкретных агротехнических и природных условиях (приложение У).

Режим орошения определяет размеры, конструкцию и характер работы оросительных систем и является основой для их проектирования.

Существуют теоретические методы расчета суммарного водопотребления (испарения), основанные на физических законах испарения (методы Пенмена, Тюрка и др.), эмпирические методы, основанные на функциональной зависимости испарения от урожая, температуры и относительной влажности воздуха (методы Костякова, Шарова, Алпатьева и др.).

Биоклиматический метод наиболее апробированный и перспективный для минеральных почв. Особенностью этого метода является то, что водопотребление орошаемых культур за любой расчетный период (сезон, месяц, декада.) определяется по формуле С. М. Алпатьева, т.е. пользуются биоклиматическим

где Kb – биоклиматический коэффициент (определяют экспериментально на опытных станциях в условиях, аналогичных проектируемой оросительной системе); ∑d – сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха для расчетного года в гПа (принимается по ближайшей метеостанции).

Определение оросительной нормы и других элементов режима орошения достигается воднобалансовыми расчетами по отдельным коротким интервалам вегетационного периода, в частности, по декадам. Это позволяет установить сезонную динамику влагозапасов почвы, сроки поливов и межполивные интервалы. Расчеты могут выполняться для отдельных типовых или реальных лет. В последнем случае расчеты проводятся за длительный (30-40-летний) ряд прошлых лет, а проектные (обеспеченные) параметры режима орошения получают затем путем статистической обработки. Расчеты ведутся по декадам ороситель-

51

где Wik, Win – влагозапасы расчетного слоя почвы соответственно на конец и начало 1-й декады, мм; Pi – измеренные осадки, выпавшие за данную декаду, мм; Кn – поправочный коэффициент на недоучет осадков измерительными приборами; Еi – водопотребление культуры за декаду, мм; Kb – коэффициент влагообмена, учитывающий долю водопотребления из расчетного слоя.

2.5. Расчет поливной нормы

Поливная норма – это количество воды в мм слоя (или в м3 на 1 га пл о- щади), подаваемое за один полив для повышения влажности расчетного слоя почвы от нижней до верхней границы диапазона оптимального увлажнения.

При проектировании оросительных систем поливную норму и сроки полива сельскохозяйственных культур принимают по рекомендациям. При отсут-

где H – расчетный (активный) слой почвы, м; γ– объемная масса расчетного слоя почвы, т/м ; w2 – влажность расчетного слоя почвы после полива (в процентах массы сухой почвы), которая соответствует наименьшей влагоемкости; w1 – влажность расчетного слоя почвы перед поливом в процентах от массы сухой почвы. В проектах ее принимают равной влажности разрыва капилляров.

Количество воды, которое подают в почву при поливе, не должно превышать свободной влагоемкости ее расчетного слоя, чтобы не нарушались нормальные условия аэрации почвы и питательного режима растений и вода не питала грунтовые воды.

Если расчетная поливная норма получилась менее 400 м3/га при поливе по бороздам и полосам, то для равномерного полива ее надо увеличить до 400-600 м3/га, в зависимости от водопроницаемости почвы и рельефа участка.

При поливе дождеванием поливные нормы для освежительных поливов рекомендуют 50-100, посадочных и послепосевных – 100-150, вегетационных –

300-700 м3/га.

Норму влагозарядкового полива принимают из расчета дополнительного увлажнения до наименьшей влагоемкости 70-100-сантиметрового слоя почвы.

Например, для увлажнения тяжелосуглинистых темно-каштановых почв на глубину 0,7 и 1 м поливная норма составит соответственно 800 и 1000 м3/га.

Оросительная норма состоит из суммы всех поливов М=∑m. При одина-

52

Сроки поливов назначают такие, при которых получаются наиболее высокие урожаи, т.е. сроки полива должны обеспечить оптимальный водный режим почвы для каждой культуры в конкретных условиях их выращивания.

Дефициты водного баланса рассчитывают с учетом влагозарядковых или предпосевных поливов, которые обычно проводят до посева (посадки).

В качестве верхнего предела оптимального увлажнения принимается наименьшая влагоемкость почвы (НВ). При этом выбор конкретной расчетной формулы поливной нормы определяется размерностью НВ.

Нижний предел оптимального увлажнения зависит от вида культуры, фазы ее развития, почв участка и определяется обычно в % от НВ. Рекомендуемые значения приведены в приложение Ф.

Глубина расчетного увлажняемого слоя рекомендуется в пределах 0,3-0,4 м. Рассчитанное значение поливной нормы увеличивают на10% для учета разного рода потерь и с округлением до 1 мм.

2.6. Способы и техника орошения

Правильный выбор способа и техники орошения предопределяет его эффективность. Наличие ряда различных способов полива объясняется тем, что ни один из них не является универсальным, и выбор обосновывается природноклиматическими и социально-экономическими факторами.

Поверхностное орошение наиболее древний способ. Вода от источника подается на самую высокую точку орошаемого участка, а далее распределяется по полю посредством поливных борозд или полос самотечных. Для такой подачи воды необходимо соблюдать принцип «командного» расположения распределительных каналов или оросителей. Продольные уклоны дна каналов должны быть небольшими: 0,0002-0,0007, для распределителей – 0,0005-0,001, чтобы скорости воды обеспечивали необходимый расход, но не было размыва русла.

Оросительные каналы устраивают из бетонных лотков, расположенных в полувыемке-полунасыпи или на поверхности земли. Из постоянных оросителей вода поступает во временные, которые нарезаются каналокопателями на время полива. Расстояние между оросителями – 70-100, длина – 400-1200 м.

Вместо временных оросителей применяются переносные гибкие шланги из стеклоткани или полиэтиленовые трубы. Вода в них подается из постоянных оросительных каналов поливными агрегатами ППА-165У, ППА-300.

При всех способах поверхностного орошения площадь участка должна быть тщательно выровнена и спланирована. При поливе затоплением по чекам и затопляемым бороздам вода подается сравнительно крупной струей, значительно превышая скорость поглощения почвой. При поливе по незатопляемым бороздам и полосам скорость движения соды и скорость поглощения почвой равны и не происходит застоя воды на поверхности. Борозды бывают тупиковые и сквозные, длина их – 50-130 м с продольным уклоном 0,01-0,002. В борозду подается расход воды 0,3-1 л/с при достаточно водопроницаемых почвах. На слабоводопроницаемых почвах полив производится по тупиковым бороздам

53

расходом 1-3 л/с, чтобы борозда заполнилась водой. Кроме этого применяют полив по сквозным бороздам со сбросом воды. Длина борозд – 50-150 м, уклон- 0,01-0,001, расход 0,2-0,5 л/с.

При поливе напуском по полосам все поле между временными оросителями разбивается валиками на полосы, которые нарезаются вдоль склона. Поперечного уклона нет, длина полос 50-300 м, продольный уклон лучше 0,01- 0,001, ширина полос 10-12 м при ровной поверхности и 4-8 – при неровной. Высота валов –15-20 см. В полосу подается струя воды 3-6 л/с. Вода движется слоем 5-8 см и постепенно впитывается.

При поливе затоплением орошаемую площадь разделяют водоудерживающими земляными валиками высотой 25-30 см на чеки площадью 2-5 га, глубина заполнения водой 15-20 см.

Орошение дождеванием особенно эффективно в районах периодической засушливости и избыточного увлажнения, где для большинства культур требуется небольшое количество поливов, при сложном рельефе и неглубоком УГВ. При дождевании вода подается под напором над орошаемой площадью и полив производится путем разбрызгивания воды в виде искусственного дождя. Необходимый напор создается насосами. Дождевальная система состоит из водоисточника, водозаборного сооружения – насосной станции, стационарной оросительной сети – трубопроводов или каналов, передвижной или переносной оросительной сети – разборных или передвигаемых труб, дождевальных машин или установок, поливной сети – разбрызгивающих аппаратов или насадок. Дождевальные системы могут быть стационарными, полустационарными и передвижными.

Стационарные системы имеют водопроводную сеть, уложенную в землю, из труб вода выводится на поверхность с помощью гидрантов, к которым присоединяются дальнеструйные дождевальные установки или аппараты.

На полустационарных системах постоянное положение занимает водозаборное сооружение, подводящий канал или трубопровод, а дождевальные машины и установки перемещаются по полю. Эти системы получили наибольшее распространение.

Для орошения небольших участков, расположенных вдоль рек или каналов, применяются передвижные насосные станции и трубопроводы.

Дождевальные машины и аппараты, используемые в орошении, бывают короткоструйные, многоопорные среднеструйные, короткоструйные многоопорные, дальнеструйные.

Рабочими органами дождевальных машин и установок являются дождевальные насадки и аппараты, они преобразуют водный поток в дождевые капли. Характерным показателем для дождевального устройства служит интенсивность дождя – это слой дождя, выпавший за одну минуту в среднем в течение полива.

Гидравлический расчет каналов и трубопроводов осуществляется на определенный расход воды. Расчетный расход определяют на основе графика гидромодуля. Умножением гидромодуля на площадь культуры в севообороте с учетом

54