Графики гидромодуля.

Для определения расчетных и эксплуатационных расходов воды на оросительных системах надо знать не только режим орошения отдельных сельскохозяйственных культур, входящих в севооборот, но и режим орошения совокупности культур [составляющих этот севооборот], то есть динамику расходов воды, необходимых для полива данного участка в течение вегетационного периода. [Для этой цели используют гидромодуль].

Гидромодуль – расход воды, подаваемой на гектар орошаемой площади в единицу времени, .

Гидромодуль каждой из культур, размещенных на орошаемом участке:

где α – доля площади, занятой данной культурой в севообороте;

- поливная норма нетто, ;

- продолжительность полива, сут.

Гидромодуль и гидромодуль совокупности культур определяют суммированием гидромодулей одновременно поливаемых культур. Суммирование по предложению А.Н. Костякова обычно осуществляют графически – построением графика гидромодуля на основе таблиц режимов орошения сельскохозяйственных культур. Как правило, для такого неукомплектованного графика характерны резкие колебания ординат (пики, провалы). Если воду подают в соответствии с этим графиком, то организация и проведение поливов, использование поливной и сельскохозяйственной техники, эксплуатация оросительной сети и сооружений на ней будут усложнены. Для выравнивания режима подачи воды на орошаемый участок проводят укомплектование графика гидромодуля с таким расчетом, чтобы коэффициент неравномерности удельной водоподачи во времени был минимален. Ординаты графика гидромодуля выравнивают, смещая сроки и изменяя продолжительность полива. Практическое назначение укомплектованного графика гидромодуля состоит в установлении максимального гидромодуля и определении расчетного расхода воды для орошаемого севооборотного участка, на основании которого определяют параметры каналов и сооружений на оросительной сети.

Способы орошения и техника полива с/х культур.

Разовое и регулярное орошение.

По времени и эффективности воздействия на растения орошение подразделяют на регулярное и разовое.

Разовое (однократно действующее) орошение осуществляют путем задержания весенних талых вод на участке (лиманное) или подачи воды на участок во время летнего паводка (паводковое). При разовом орошении для создания запасов воды на случай засухи почву увлажняют на глубину до 1,5..2,0 м и более. Разовое орошение не всегда отвечает требованиям сельскохозяйственных культур, метеорологическим и почвенным условиям. Его обычно применяют для орошения лугов, пастбищ и культур с коротким периодом вегетации.

При регулярном орошении воду подают в зависимости от потребности сельскохозяйственных культур, метеорологических и почвенных условий, хозяйственных потребностей и возможностей. Регулярное орошение улучшает водный, тепловой, питательный и воздушный режимы почв, а также позволяет регулировать солевой режим почв.

Способы орошения.

Способ орошения – комплекс мероприятий для подачи и распределения воды (на поле) и увлажнения почвы.

Для регулярного орошения применяют следующие способы орошения:

• Поверхностное самотечное

• Дождевание

• Внутрипочвенное (подпочвенное)

• Капельное

• Мелкодисперсное.

При поверхностном самотечном орошении воду из постоянных каналов (трубопроводов) подают во временную открытую сеть или трубопроводы, а из них в регулирующую сеть (борозды, полосы, чеки).

При орошении дождеванием воду на поле подают по трубам или каналам, а затем её распыляют в виде дождя над орошаемой площадью с помощью машин и установок, увлажняя не только почву, но и наземные части растений.

При внутрипочвенном орошении воду на поле подают по каналам или трубопроводам, из которых она поступает в трубы, лотки или котловины, устроенные на небольшой глубине от поверхности земли, увлажняя активный слой почвы за счет капиллярных сил и всасывающей способности почвы.

При капельном орошении воду к растениям воду к растениям подводят по густо разветвленным трубопроводам через специальные микроводовыпуски (капельницы) малыми расходами непосредственно в корнеобитаемую зону растений, поддерживая на протяжении всей вегетации влажность почвы на оптимальном уровне. При этом почва увлажняется только в зоне размещения корневой системы растений. Капельное орошение обеспечивает непрерывное снабжение растений водой.

При мелкодисперсном (аэрозольном) дождевании вода распыляется на очень мелкие капли, смачивая поверхность растений, изменяя микроклимат их среды. Увлажнение воздушной среды растений можно сочетать с обычными поливами или применять самостоятельно.

Способ орошения влияет на режим орошения, производительность труда при поливе, мелиоративное состояние орошаемых земель, планировочные работы, расположение, конструкцию и стоимость внутрихозяйственной сети, эксплуатационные затраты, себестоимость получаемой продукции и т.д. Правильный выбор способа орошения предопределяет его эффективность и урожайность сельскохозяйственных культур.

При выборе способа орошения необходимо учитывать:

• Природные условия – рельеф участка, почвы (мощность, плодородие, влагоемкость, водопроницаемость, водостойкость, количество и качество солей, и прочее), естественное увлажнение, скорость и направление ветра, продолжительность и дефицит воды в почве и воздухе, испаряемость, дренированность территории, глубину залегания и минерализацию грунтовых вод, вид и режим водоисточника, водообеспеченность массива и т.д.

• Хозяйственные условия – наличие и квалификацию трудовых ресурсов, степень механизации полевых работ, наличие строительных материалов, электроэнергии, машин для полива и обработки почвы.

• Систему земледелия – состав сельскохозяйственных культур, севообороты, агротехнику, удобрения и т.д.

• Режим орошения сельскохозяйственных культур – нормы, сроки и число поливов в период вегетации и во вневегетационное время, потребность в промывных, запасных и других поливах.

• Обеспечение высокой производительности труда, механизации и автоматизации полива, максимальной механизации полевых работ.

• Экономическую эффективность полива – капитальные и эксплуатационные затраты, урожайность до и после орошения, прибыль от орошения, отдачу капиталовложений, срок окупаемости и др.

• Недопущение водной эрозии почв, влияние поливов на водно-физические, химические и микробиологические свойства почвы.

Условия применения способов орошения и поливной техники.

При выборе способа орошения и поливной техники необходимо учитывать климатические, почвенные, геоморфологические, гидрогеологические, биологические, хозяйственные, водохозяйственные, экономические и другие факторы.

Климатические факторы: увлажненность территории, испаряемость, температура и влажность воздуха, ветровой режим.

Впитывание воды в почву при разных способах полива.

Впитывание – основной процесс при поверхностных поливах, влияющий на увлажнение почвы и движение воды по поверхности почвы. Это сложное физическое явление представляет собой неустановившееся движение воды по поверхности в почву под действием в основном сил гравитационных и капиллярных сил.

Впитывание уменьшается под влиянием поливов вследствие уплотнения почвы.

Для конкретных условий впитывание воды изучают в полевых или лабораторных условиях.

Оросительная сеть.

Состав оросительной сети.

Оросительная сеть – система строительных каналов, которые транспортируют оросительную воду от источника орошения к орошаемому массиву, распределяют воду между отдельными хозяйствами и подают ее на участки полива.

Оросительную сеть разделяют на проводящую и регулирующую.

Проводящая оросительная сеть служит для подачи воды от головного водозаборного сооружения на источнике орошения к регулирующей оросительной сети и элементам техники полива. К ней предъявляют требования достаточной пропускной способности, надежности и долговечности. Оросительная сеть должна по возможности иметь наименьшую протяженность, стоимость, учитывать потребности в воде других отраслей хозяйства (энергетика, рыбоводство, судоходство, водоснабжение).

По конструкции элементов проводящей оросительной сети различают открытую, трубчатую и комбинированную сеть.

Открытая проводящая сеть состоит из каналов различных конструкций: в земляном, облицованном, экранированном русле, лотковых. Особенность открытой сети – необходимость положительных уклонов по трассам каналов и командование старших каналов над младшими. Открытая проводящая сеть бывает постоянной и временной. Постоянная сеть проходит по постоянным границам угодий, а на полях проектируют временную сеть, которая не мешает сельскохозяйственным работам. Постоянная проводящая сеть включает магистральный канал, межхозяйственные и внутрихозяйственные распределители различных порядков, усадебные каналы.

Временная сеть состоит из временных оросителей и выводных борозд, которые устраивают с такими расстояниями, чтобы обеспечить подачу воды в регулирующую сеть (борозды и полосы расчетной длины) или к дождевальной технике.

Достоинства ОПС:

• самотечная подача воды по сети;

• доступность для наблюдений, облуживания, ремонта;

• меньшая стоимость по сравнению с другими типами сети;

Недостатки ОПС:

• снижение КЗИ из-за отчуждения площадей под каналы и вдоль них;

• строгие требования к рельефу и уклонам местности;

• потери воды на фильтрацию и испарения;

• трудности автоматизации управления работы сети.

Каналы являются препятствием при изменении границ угодий, устройстве коммуникаций. В то же время они улучшают безводный однообразный ландшафт, способствуют обводнению и озеленению территорий, улучшая условия жизни населения.

Трубчатая проводящая сеть состоит из трубопроводов различных порядков: магистральный (главный), распределительные, поливные. Трубчатая сеть бывает стационарной, передвижной и полустационарной.

СТС состоит из подземных трубопроводов. Стационарная сеть требует высоких капиталовложений, но эксплуатационные затраты минимальны. Подземные трубопроводы не нарушают природных ландшафтов и не занимают площадь, но вдоль них нужны дороги для строительства и ремонта трубопроводов. Поэтому их проектируют, как и каналы по постоянным границам угодий.

Передвижная трубчатая сеть состоит из разборных трубопроводов, которые можно собирать, разбирать и перемещать с участка на участок. Их монтируют на поверхности земли. ПТС целесообразно применять в зонах, где орошение является дополнением к осадкам, поливы редки и нужны не для всех культур и не каждый год. Передвижная сеть наиболее дешева, но требует существенных затрат труда при эксплуатации.

Полустационарная трубчатая сеть состоит из подземных стационарных и наземных передвижных трубопроводов. Обычно передвижными устраивают трубопроводы младшего порядка. Это позволяет увеличить расстояния между дорогими подземными трубопроводами, уменьшить их протяженность и снизить стоимость сети.

Комбинированная проводящая сеть включает элементы различных конструкций, каналы и трубопроводы. Ее проектируют на площадях с разнообразными природными и хозяйственными условиями, разными способами полива. Это позволяет полнее учесть рельеф местности, виды сельскохозяйственных культур, размеры полей и другие условия.

Мероприятия по борьбе с потерями воды.

Для снижения потерь воды из каналов применяют эксплуатационные и конструктивные мероприятия.

Эксплуатационные мероприятия:

• плановое водопользование;

• сокращения протяженности оросительной сети;

• своевременный ремонт и очистка каналов.

Конструктивные мероприятия:

• устройства различных видов антифильтрационных одежд;

• мероприятия по изменению фильтрационной способности грунта ложа канала;

• применение трубчатой сети.

Источники воды для орошения и обводнения территории.

Виды источников воды для орошения.

Источниками воды для регулярного орошения могут быть:

• поверхностные водотоки и водоемы;

• подземные воды;

• местный сток;

• сточные, сбросные, дренажные воды.

Качество воды.

Качество оросительной воды должно отвечать агрономическим, экологическим и техническим требованиям, т.е. не оказывать отрицательного воздействия на почвы, растения, качество растительной продукции, санитарно-гигиеническую обстановку, сохранность элементов оросительной системы. Качество оросительной воды оценивают водородным показателем рН, температурой, механическими примесями, минерализацией и химическим составом, бактериологическими примесями.

[Оросительная вода, имеющая рН 6,5..8 пригодна для полива всех сельскохозяйственных культур на всех типах почв, допустимо орошение водой с рН 6..8,4. Орошение водой вне этих пределов необходимо обосновывать].

Температура оросительной воды для сельскохозяйственных культур оптимальна в диапазоне 10..25 °С [допустимо 10..35 °С]. При повышении температуры снижается активность кальция, может повыситься рН почвенного раствора. Температура поверхностных вод обычно благоприятна для орошения. Воды горных рек и подземные воды могут иметь пониженную температуру и требовать подогрева. Повышенная температура бывает у подземных и сточных вод. Регулируют температуру в бассейнах-терморегуляторах или в каналах достаточной протяженности за счет естественного теплообмена с внешней средой.

Механические примеси – наносы – содержат воды рек, особенно горных, и сточные воды. Частицы размером менее 0,01мм имеют удобрительную ценность, их целесообразно пропускать на поля. Более крупные наносы заиляют оросительную сеть, поэтому их необходимо задерживать в отстойниках и сооружениях в начале сети. На системах капельного орошения и для некоторых дождевальных устройств воду очищают на специальных фильтрах.

Минерализация и химический состав оросительной воды могут создать опасность засоления, осолонцевания, содообразования в почве, отрицательно влиять на урожайность сельскохозяйственных культур и качество растительной продукции, сохранность материалов конструкций. Поэтому устанавливают содержание в воде ионов хлора, натрия, магния, карбонатов. Выделено четыре класса качества воды: от 1-го, не оказывающего неблагоприятного воздействия на почвы, урожайность сельскохозяйственных культур, качество продукции, окружающую среду, до 4-го, непригодного для полива.

Бактериологический состав воды требует контроля и регулирования при орошении сточными водами. Так колииндекс не должен превышать 1000 бактерий в 1л, содержание эпидемиологически опасных возбудителей тифа, паратифа, а также сальмонеллы и яиц гельминтов не допускается.