Гидротехнические мелиорации

151

16.2. Поперечный профиль магистрального канала

Горизонт воды в магистральных распределительных каналах можно принимать ниже поверхности почвы, в оросителях при орошении дождеванием также допускается положение горизонта ниже поверхности почвы. При самотечном орошении и поливе по бороздам горизонт воды в оросительных каналах должен поддерживаться выше поверхности почвы. Поэтому оросительные каналы можно устраивать в выемке, в полувыемке, полунасыпи, а при пересечении низин − в насыпи (рис. 15).

Рис. 15. Поперечный профиль оросительных каналов: а – в выемке; б – в полувыемке; в – в насыпи

На расчетный расход Qбр подбирают размеры поперечного сечения канала: ширину по дну b и глубину воды h. Величина b для каналов с расходами меньше 1 м3/с принимается от 0,5 до 1 м, для каналов с расходом больше 1 м3/с она составляет от 1,0 до 1,5 м.

Ниже приводится соотношение, которое рекомендуется принимать между b и h.

Поперечный профиль магистрального канала вычерчивается для одного из пикетов в середине канала в масштабе 1:10 или 1:20 (рис. 16).

152

Рис. 16. Поперечный профиль магистрального канала

Коэффициенты откосов принимаются согласно табл. 44.

Ширину дамбы поверху следует принять равной 0,5 - 0,6 м, бровки дамб должны быть выше расчетного горизонта воды в канале на

0,2 - 0,3 м.

16.3. Потери воды из каналов и меры борьбы с ними

В процессе эксплуатации оросительных систем имеют место потери воды, главным образом на фильтрацию ее через дно и стенки каналов, а также на испарение.

Для уменьшения потерь воды в каналах проводят целый ряд мероприятий. Основные из них − уплотнение дна и стенок каналов, кольматация, бетонирование, асфальтирование дна и откосов каналов. Кроме того, их выстилают полиэтиленовой пленкой.

Уплотнение дна и откосов каналов выполняют катками либо трамбующими экскаваторами. Уплотнение может снизить фильтра-

153

цию на 70 - 75 % , но может проводиться только для связных грунтов. Срок службы уплотнения около 2 - 4 лет.

При кольматации в канал подают раствор глины в воде. Глинистые частицы оседают на дно и откосы канала и вмываются в грунт на 5 - 10 см. Кольматация снижает фильтрацию на 50 - 70 %. Срок службы кольматации около 5 - 7 лет.

Солонцевание осуществляется путем заполнения каналастоячей водой, в которой растворяется поваренная соль из расчета 3 - 5 кг соли на 1 м2 поверхности канала.

Оглеение каналов достигается созданием условий для глееобразования. Для этого на дно и откосы каналов ниже уровня воды укладывают слой растительных остатков (листьев, соломы, травы и пр.) толщиной 5 - 7 см. Сверху укладывают слой грунта мощностью 10 - 15 см. В растительной прослойке восстанавливаются процессы разложения органического вещества, происходит оглеение. Оглеенный горизонт резко снижает водопроницаемость.

При бетонировании облицовку канала делают сплошной либо из сборных железобетонных плит. Для облицовки каналов используют специальные машины-бетоноукладчики. Бетонная «одежда» уменьшает потери воды на фильтрацию в 5-20 раз. Возможность широкой механизации бетонных работ делает этот способ наиболее выгодным. Срок службы бетонной облицовки около 25 лет.

Глинобетонные покрытия готовят из смеси глины, песка, гравия (щебня) в следующем соотношении: глина – 20 - 30 %, песок – 40 - 50 %, гравия 30 - 35 %. При толщине 10 см глинобетонные покрытия обеспечивают почти полную водонепроницаемость.

Асфальтовое покрытие делается толщиной 10 - 15 см. Срок службы его 15 лет.

«Одежда» из полиэтиленовой пленки выполняется так. Полиэтиленовая пленка толщиной 0,1 - 0,2 мм укладывается по дну и откосам канала и прикрывается защитным слоем грунта толщиной 0,15 - 0,3 м. Перед укладкой пленки поверхность канала обрабатывают гербицидами, чтобы уничтожить сорную растительность.

Ориентировочный срок службы такой «одежды» 5 лет.

154

РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ

17РАСЧЕТЫ ПОЛИВНОЙ

ИОРОСИТЕЛЬНОЙ НОРМ

Режим орошения определяется нормой, числом и сроками поливов выращиваемых культур. Они зависят от биологических особенностей растений, климатических, почвенных и гидрогеологических условий орошаемых земель с учетом способов полива. Вода − необходимый элемент плодородия. Содержание влаги в почве в естественных (природных) условиях может изменяться от состояния увлажнения на уровне гигроскопической влаги до уровня полной влагоемкости (см. главу 4 [3]).

Для растений нежелательны как избыток, так и недостаток влаги. Нормальные условия роста создаются, когда в почве 30 - 40 % пор занято воздухом, остальные промежутки между почвенными частицами заполнены водой. Обычно такая увлажненность наблюдается при насыщении почвы влагой до состояния полевой влагоемкости.

При поливе вода вводится в почву в количестве, соответствующем потребностям выращиваемой культуры с учетом влагоемкости почвы, необходимой глубины промачивания и имеющихся в почве ее запасов, с учетом способа и назначения полива.

Поливы производят в вегетационный период для обеспечения водного питания растений и после его окончания для благоприятного течения почвенных процессов и для растений будущего периода.

В течение периода вегетации орошение участков проводят неоднократно. Период времени, в течение которого возникает надобность в поливах, называется оросительным периодом. Длительность его зависит от продолжительности вегетации орошаемой породы.

155

Поливная норма (норма полива) − количество воды, которое подаѐтся в почву на 1 га орошаемой площади за один полив, исчисляется в м3/га. Величина поливной нормы зависит от степени увлажнения почвы к началу полива, величины потребления воды растениями в данную фазу развития, влагоемкости почвы, глубины слоя промачивания почвы. На норму полива оказывают влияние возможность регулирования подачи воды и водного режима и техника полива.

Среднюю поливную норму на 1 га следует вычислять по формуле

где Н – слой промачивания почвы; для посевных отделений питомников в среднем Н = 0,20…0,25 м;

а – объемная масса почвы (см. табл. 45), г/см3;

rпр – предельная полевая влагоемкость почвы, % от массы сухой почвы;

rо – влажность почвы до полива, принимается приблизительно равной полуторной или двойной максимальной гигроскопичности почвы.

Приближенные величины для определения поливных норм могут быть взяты из табл. 45.

Таблица 45

Объемная масса, полевая влагоемкость и максимальная гигроскопичность почв

156

Оросительная норма − общее количество воды, которое дается на 1 га за оросительный период.

Оросительную норму можно принять

где m − средняя поливная норма;

n − число поливов за оросительный сезон.

Оросительная норма должна обеспечивать увлажнение только активного слоя почвы без сброса воды в нижние горизонты, а на орошение, наоборот, следует использовать влагу грунтовых вод. Поэтому на землях с близким залеганием грунтовых вод оросительную норму следует уменьшать.

Число поливов в зависимости от климатических условий, вида культур и характера почв следует принимать: для юго-востока 5 - 10, для южных регионов 8 - 16. Более точно число поливов можно установить согласно указаниям, приведенным в учебнике [4].

157

18

РАСЧЕТЫ РАСХОДОВ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ

Площадь F, которую можно оросить водой из пруда, вычисляется по формуле

где W0 − объем воды в пруду, запроектированный для орошения, м3; Мор − оросительная норма, м3;

− коэффициент полезного действия оросительной системы:

= 0,8…0,9.

Потребное количество дождевальных машин определяется с учетом продолжительности полива всей площади питомника и сменной производительности машины

где Псм – сменная производительность машины, га (см. табл. 46); F – площадь поливаемых культур, га;

t – время одного полива в сутках;

n – количество рабочих смен в сутки.

158

Расход воды на орошение определяется в зависимости от расхода и количества одновременно работающих дождевальных машин

где Qдм – расход дождевальной машины, м3/с (прил. 23).

Для определения расчетного расхода в голове канала надо еще учесть потери воды в каналах (на фильтрацию, испарение, сброс и т.д.)

где – коэффициент полезного действия системы: = 0,8…0,9.

159

19

РАСЧЕТЫ ЗАТРАТ НА УСТРОЙСТВО ПРУДА И ПЛОТИНЫ

Капитальные вложения в строительство оросительных гидротехнических сооружений можно установить с помощью нормативных укрупненных показателей (табл. 47). Чтобы перейти к ценам текущего года, нормативные показатели умножают на текущий коэффициент.

Таблица 47

Сводная ведомость затрат на устройство плотины, водосбросного сооружения и оросительной сети

Стоимость 1 м3 воды в водохранилище равна общей стоимости плотины, водосбросного сооружения и моста, деленной на общий объем воды в пруду.

160

Контрольные вопросы

1.Какие элементы входят в состав оросительной системы?

2.Какие способы полива применяются при поверхностном орошении?

3.Что такое лиманное орошение?

4.Каковы преимущества и недостатки дождевания по сравнению с поверхностным орошением?

5.Какие дождевальные установки и машины применяются при орошении дождеванием?

6.Что необходимо учитывать при выборе места под пруд и плотину?

7.Какие типы земляных плотин применяются при устройстве плотинных прудов?

8.Как определяется высота плотины?

9.Как производится расчет наполнения пруда водой?

10.Какие водосбросные сооружения устраиваются при плотинах и в чем их различие?

11.Что такое поливная и оросительная нормы и от чего они зависят?

12.Какие меры борьбы применяются с потерями (фильтрацией) воды в оросительных каналах?

13.Что такое режим орошения?

14.Что такое коэффициент полезного действия оросительной си-

стемы?

15.Каковы преимущества и недостатки лиманного орошения?

16.Как вычисляется объем плотины?

17.Как производится строительство земляных плотин?