Оросительная способность системы и источника орошения.
ВВЕДЕНИЕ
Сельское хозяйство является главным потребителем водных ресурсов, используя до 30% от общего забора воды в народном хозяйстве, а на орошение и обводнение расходуется около 70% от водозабора на нужды агропромышленного комплекса.
Не секрет что, источники пресной воды на земле являются ограниченными, в то время как водопотребление растет. С учётом этой тенденции сельское хозяйство должно развиваться при постоянном уменьшении удельного водопотребления за счёт рационализации водопользования на основе модернизации оросительных систем, совершенствования систем управления и контроля, нормирования и информационного обеспечения водорас-пределения, применения водоэнергосберегающих экологически безопасных технологий и техники орошения.
По мнению Шумакова Б.Б., Григорова М.С., Кружилина И.П., Кизяева Б.М., Щедрина В.П., Ольгаренко В.И., Бездниной С .Я., Колганова A.B., Коваленко П.И. актуальна разработка рациональных стратегий и тактики водопользования с целью увеличения водообеспеченности оросительных систем, сохранения и восстановления экологического равновесия в агро-ландшафтах, воспроизводства полноценных водных ресурсов.
Использование компьютерных систем управления и водоэнергосберегающих технологий орошения позволяет повысить эффективность водопользования до 90 %, увеличить продуктивность сельского хозяйства и уменьшить удельное водопотребление на 10-20 % и, как следствие, улучшить социальные и экономические условия жизни населения.
Решение проблемы рационального и устойчивого водопользования, проведение комплексной реконструкции оросительных систем совершенствование методов нормирования водопотребления, создание информационно-советующих систем может базироваться на изучении развития и оценке технического состояния оросительных систем и эффективности орошения с учётом специфики социально-экологических, организационно-хозяйственных и экономических условий конкретных почвенно-климатических зон расположения объекта.
Эксплуатация мелиоративных систем -
Плановое водопользование- это управляемый технологический процесс, включающий комплекс организационных и технических мероприятий на водохозяйственном объекте (оросительная система или отдельные ее звенья, различные водопользователи, фермерские хозяйства) по оптимальному регулированию водного и питательного режимов с/х культур путем забора воды из водоисточника, ее рационального распределения и подачи в нужных объемах и в необходимые агротехнические сроки водопользователям с последующим эффективным распределением по полям орошения при обязательном выполнении мероприятий, обеспечивающих надежную работу всех конструктивных элементов системы и орошаемых участков, имеющегося оборудования, устройств и поливной техники.
Плановое водопользование –основа оперативной деятельности как отдельных водопользователей, так и оросительной системы в целом. В задачу планирования входят определение забора воды из источника орошения, своевременная (в нужные сроки и в необходимых объемах) подача ее водопользователям с последующим рациональным распределением по орошаемым участкам и полям, проведение ремонтных работ и работ по поддержанию ремонтной сети и имеющегося оборудования в технически исправленном состоянии. Водопользование – неотъемлемая часть общего технологического процесса производства с/х продукции на орошаемых землях, а внутрихозяйственный план водопользования – часть производственно- финансового плана хозяйства (водопользователя).
Цель планирования – получение высоких и устойчивых урожаев с/х культур, обеспечение орошаемых участков оптимальным количеством поливной воды в научно обоснованные агротехнические сроки, создание благоприятного вводно-воздушного, питательного и теплового режимов, обеспечение нормального мелиоративного состояния орошаемых земель при обязательном сохранение плодородия почв и окружающей природной среды, создание цивилизованных условий жизни для сельского населения.
1.2. Принципы планового водопользования.
Многолетний опыт эксплуатации оросительных систем позволяет сформулировать следующие основные принципы планового водопользования.
1.Принцип плановости. Предусматривает определенную иерархию в планировании водопользования. Основное звено в планировании – хозяйство, и поэтому на данном уровне составляют внутрихозяйственные планы водопользования. На основании данных планов формируют системные планы водораспределения, затем составляют бассейновые водоземелбные балансы. Этим документам придают статус государственных с соответствующими и присущими им методами и формами отчетности и контроля.
2.Принцип поэтапности. Планируют водопользование последовательно, снизу вверх, исходя из оптимальной потребности с/х культур в оросительной воде, в полной увязке с прогрессивной технологией их возделывания.
3.принцип лимитности. Установление лимитов забора оросительной воды как в систему, так и отдельным хозяйствам обусловливается водоносностью источника орошения, конструктивными способностями головных сооружений системы, межхозяйственной и внутрихозяйственной оросительной сетей и сооружений на них, мелиоративным состоянием орошаемых земель и степенью их засоления, наличием дренажа. Важное значение имеет уровень обеспеченности хозяйств техникой полива с/х культур и различными видами ресурсов.
Лимиты устанавливают для лет разной обеспеченности – 95, 75, 50, 25 и 5%-й на основании специальных балансовых расчетов.
4.Принцип оптимальности. Методология данного подхода позволяет получить максимальную продукцию при создавшихся ограничениях на отдельные виды ресурсов. Этого достигают выполнением всех технологических процессов в оптимальном режиме – распределение воды по оросительной сети, проведение поливов и необходимых агротехнических мероприятий и т.д., что обеспечивает своевременное маневрирование водными и трудовыми ресурсами, техникой с целью получения максимального экономического эффекта для данных конкретных условий.
5.Принцип непрерывности подачи воды крупным хозяйствам и очередности водоподачи мелким хозяйствам. Он предусматривает круглосуточную подачу воды большим расходом для крупных хозяйств и поочередную мелким (фермерским) хозяйствам площадью менее 100…200 га, для которых вводят двух-четырехтактный водооборот, что позволяет эффективно использовать оросительную воду.
6.Принцип комплексности планов. Заключается в том, что планы водопользования должны включать не только забор и рациональное распределение и использование оросительной воды, но и планы ремонтных и восстановительных работ каналов, сооружений, систем автоматики и телемеханики, вспомогательного оборудования; обеспеченность мелиоративной техникой и инвентарем; сбалансированность по трудовым ресурсам; расчет экономических показателей и эффективности водопользования в целом.
7.Нормативная база. При планировании водопользования обязательно используют нормативные документы, разработанные специальными научно-исследовательскими и проектными институтами. Это относится к дифференцированным режимам орошения с/х культур, ремонтным работам всех видов, различным машинам и механизмам, системам водоизмерения, автоматики и телемеханики, а также трудовым ресурсам с обязательным обеспечением нормальных производственных и бытовых условий их деятельности.
8.Научно-технические достижения. Обеспечивается внедрение научно-технических достижений в практику эксплуатации оросительных систем, использование экономико-математических методов, методов системного анализа, электронно-вычислительных машин при планировании и оперативном управлении технологическими процессами на системе.
Планирование внутрихозяйственного водопользования.
1.1. Состав внутрихозяйственного плана водопользования.
Внутрихозяйственный план водопользования – один из основных документов, определяющих взаимоотношения водопользователя с управлением эксплуатации оросительной системы. Составляет его инженер-гидротехник хозяйства, увязывая с агротехническими особенностями выращивания с/х культур, наличием машинного парка и трудовых ресурсов, рассматривают главные (старшие) специалисты, а подписывает руководство. Затем план водопользования направляют на согласование в соответствующие административные органы района и управление оросительной системы. После утверждения в административных органах района его передают для исполнения за 30…40 суток до начала вегетационного периода.
Внутрихозяйственный план водопользования включает планы: подачи воды в хозяйство; распределения оросительной воды по внутрихозяйственной сети; полива и эксплуатационных мероприятий.
Планируют водопользование, исходя из следующих условий: воду по каждому хозяйству (водопользователю) подают с учетом установленных лимитов.
Общий лимит подачи воды складывается из оптимальной потребности в воде для орошения с/х культур, коммунальных, бытовых и производственных нужд, и устанавливает его руководство оросительной системы. В том случае, если хозяйство забирает воду из водоема местного значения, то специалисты данного хозяйства самостоятельно устанавливают лимит, исходя из водообеспеченности источника орошения;
Технологию организации и проведения поливов полностью увязывают с технологией выращивания с/х культур, согласовывают во времени и количествах все виды работ на основании современных технологических карт;
План проведения поливов согласуют с планом эксплуатационных мероприятий (ремонт каналов, сооружений, насосных станций и другого оборудования и инвентаря) и увязывают с обеспеченностью хозяйства трудовыми и энергетическими ресурсами;
План водопользования составляют на вегетационный и невегетационный периоды с учетом проведения в последнем промывных и влагозарядковых поливов;
Поливы проводят круглосуточно, оросительную воду подают по оптимальному графику расходом, кратным числу поливных токов (числу работающих дождевальных или поливных машин).
Выполнение перечисленных условий позволяет обеспечить рациональное распределение ресурсов, непрерывность проведения прогрессивных технологических процессов при поливе и выращивании с/х культур, повышение производительности труда поливальщиков, эффективное использование оросительной воды.
1.2. Необходимые материалы для составления планов
Для составления планов необходимо иметь:
План орошаемого участка хозяйства в горизонталях (масштаб 1:10000 или 1:5000), на котором нанесены оросительные и сбросные каналы с гидротехническими сооружениями на них. При наличии закрытой сети – план водоводов с гидрантами, границы севооборотных участков, отдельных полей, их площади;
Почвенно – мелиоративную характеристику орошаемого участка с указанием глубины залегания уровня грунтовых вод (1..2, 2…3, 3…4 и более 4 метров) и их минерализацию за последние один-два года;
Рекомендуемый поливной режим с/х культур, разработанный научно – исследовательскими учреждениями и утвержденный вышестоящими организациями;
Данные о наличии орошаемых земель, планируемом их использовании, ведомость размещения с/х культур с указанием площадей;
Техническую характеристику оросительной сети (технические паспорта, коэффициенты полезного действия внутрихозяйственной оросительной сети);
Данные о числе поливных агрегатов, их марка и производительности; наличии обученных кадров и поливальщиков по звеньям, бригадам, участкам; мелиоративной технике по нарезке и уходу за оросительной сетью;
Развернутый календарный план эксплуатационных мероприятий на текущий год по реконструкции, ремонту и техническому обслуживанию каналов и гидросооружений.
Если хозяйство самостоятельно забирает воду непосредственно из источника орошения, то для составления внутрихозяйственного плана водопользования дополнительно необходимо иметь: расчетный режим или полезный объем источника орошения при различной обеспеченности на весь вегетационный период; данные о конструкции, типе заборного сооружения и характеристику режима его работы; характеристику энергетической части водозаборного сооружения и его эксплуатационные данные.
Расчет поливных режимов.
В практике орошения в зависимости от поставленных задач различают проектный и эксплуатационный режимы орошения с/х культур. Эксплуатационный режим, в свою очередь, подразделяют на плановый и оперативный.
Проектный режим орошения разрабатывают с учетом уровня агротехники, имеющихся данных опытно – мелиоративных станций и научно–исследовательских институтов для проектируемой зоны орошения и года выбранной обеспеченности. Эти разработки осуществляют в основном по крупным массивам орошения с возможной детализацией по отдельным районам орошения. В основу расчетов положен принцип построения графиков гидромодуля для каждого севооборотного участка на основе интегральных кривых дефицитов водопотребления с/х культур, исходя из норм и сроков полива каждой культуры с учетом почвенно-мелиоративных условий, а также параметров поливной и дождевальной техники. Следующий этап расчета- определение расходов воды на севооборотный участок, в хозяйство или массив орошения, исходя из площади орошения, коэффициентов полезного действия оросительной сети, коэффициентов полезного использования оросительной воды.
В конечном итоге определяют водозабор в оросительную систему, а также проектный расход через гидротехнические сооружения на сети.
Эксплуатационные плановые режимы орошения отличаются от проектных значительной дифференцированностью по каждому полю с учетом почвенных, гидрогеологических, агротехнических условий и сортовых особенностей культур, хозяйственных возможностей, а также с учетом изменения погодных условий. Они являются основой для составления внутрихозяйственных планов водопользования.
Эксплуатационные оперативные режимы орошения складываются при реализации внутрихозяйственных планов водопользования, в которые вносят уточнения и изменения в зависимости от конкретных условий орошения. При идеальных условиях плановые и оперативные эксплуатационные режимы должны совпадать.
В случае отсутствия данных при планировании можно использовать материалы аналогичных близлежащих районов.
Для расчетов поливных режимов наиболее широко применяют метод водного баланса А. Н. Костякова.
Е=Мнт +10£Р+∆W ± g , (1.1)
Где Е - суммарное водопотребление с/х культур, м3/га;
Мнт – оросительная норма нетто, м3/га;
10 - коэффициент для пересчета слоя осадков в оросительную норму;
£ - коэффициент, показывающий долю осадков, используемых растениями,
Р – атмосферные осадки, мм;
∆W – количество воды, используемое растениями из корнеобитаемого слоя почвы, м3/га;
g – влагообмен почвенных и грунтовых вод, м/сут,
или эмпирическую формулу А. Н. Костякова
Е = у · εу , (1.2)
Где у – требуемая урожайность культуры, т/га;
εу – коэффициент водопотребления, м3/т.
Коэффициент водопотребления имеет конкретное численное значение для каждой с/х культуры и зоны орошения и представляет собой количество воды, расходуемое на транспирацию и испарение почвой для образования единицы товарной продукции.
Для условий сухих субтропиков академик И. А. Шаров рекомендует определять суммарный расход воды полем (суммарное водопотребление) по зависимости, м3/га,
Е = ае (t-t0) , (1.3)
Где а – продолжительность вегетационного или расчетного периода, сут;
е – модуль испарения, м3/га на 1°С;
t – среднесуточная температура воздуха вегетационного или расчетного периода по сухому термометру, °С;
t0 – средняя температура смоченного термометра, °С.
Установлено, что для указанной климатической зоны t0 = -2 °С, тогда
Е = ае (t+2). (1.4)
Модуль испарения, по данным натурных исследований, в зависимости от влажности почвы изменяется от 1,3 до 2,7 м3/га на 1°С. В среднем можно принять е = 2 м3/га на 1°С.
Для условий оптимальной влагообеспеченности растений суммарное водопотребление А. М. Алпатьев и С. М. Алпатьев предложили определять в зависимости от средних суточных дефицитов влажности воздуха по формуле:
Е = КΣd , (1. 5)
Где Е – суммарное водопотребление, мм;
К – коэффициент, учитывающий биологические особенности растений и влияние внешней среды.
Для юга европейской части РФ К=0,35…0,45. Для северо-запада К=0,55…0,65;
Σd – сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха за вегетационный или расчетный период, гПа.
В зоне недостаточного увлажнения испаряемость за месяц, мм, можно вычислить по формуле Н.Н.Иванова:
Е0 = 0,0018 (25+ t) (100-а)К0 , (1. 6)
Где t –среднемесячная температура воздуха, °С;
а – среднемесячная относительная влажность воздуха, %
К0 – микроклиматический коэффициент.
Микроклиматический коэффициент характеризует возможное изменение микроклимата поля под влиянием орошения. При расчетах его учитывают в том случае, если для определения испаряемости используют метеорологические данные по температуре и относительной влажности воздуха, полученные за пределами орошаемых массивов. (табл.1).
Микроклиматический коэффициент в зависимости от орошаемой площади и коэффициента природного увлажнения территории (Ку) (по А.В. Данильченко).
| Орошаемая площадь,га | Ку | |||||
| 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,1 | |
| 0,85 | 0,91 | 0,94 | 0,96 | 0,98 | 0,99 | |
| 0,81 | 0,88 | 0,93 | 0,96 | 0,98 | 0,99 | |
| 0,76 | 0,86 | 0,91 | 0,95 | 0,97 | 0,99 | |
| 0,72 | 0,83 | 0,90 | 0,94 | 0,96 | 0,98 |
Коэффициент природного увлажнения территории
Ку = (Р-Wа) / Е0 , (1. 7)
Где Р- атмосферные осадки за расчетный период, мм;
Wа –активные влагозапасы в расчетном слое почвы, сформированные за счет атмосферных осадков, мм;
Е0 – испаряемость за тот же период, мм.
Ориентировочно микроклиматический коэффициент для разных природных зон и месяцев вегетационного периода при площади орошаемого массива 100…1000 га можно определить по таблице 2.
Внутрихозяйственный оборот
Оборот оросительной воды в хозяйствах вводят при снижении водоносности источника орошения. Элементы водооборота: число тактов N, период водооборотаtв , срок действия в водообороте чередующейся единицы t д , действующей расход воды чередующейся единицей Qд срок действия в водообороте чередующейся единицы . Число тактов – отношение максимального расхода к расходу периода, в котором вводится водооборот. Период водооборота – цикл, в течение которого вода делает полный оборот между чередующимися единицами. Для внутрихозяйственного водооборота его принимают равным 10 суткам. Срок действия в водообороте чередующейся единицы – это часть цикла (периода) водооборота, в течение которого действующей расход воды при водооборотеQд полностью поступает на поля орошения данной чередующей единицы.
tп = tв Qп /∑Q , (1.40)
где Qп – плановый декадный расход воды чередующий единицы, м3 \с;
∑Q – сумма плановых декадных расходов воды всех чередующих единиц в водообороте, м3 \с.
При постоянной подачи воды в хозяйственный распределитель в течение вегетационного периода возможны два варианта водооборота в зависимости от схемы расположения чередующихся единиц: первый – между двумя единицами (бригады или отделения), питающимся от одного канала; второй – между группами единиц. При значении коэффициента водообеспеченности системы в критический период 0,6…0,5 вводят водооборот между внутрихозяйственными каналами; при снижении значения коэффициента до 0,4 – водооборот между отдельными чередующимися единицами (бригада, отделения). При выборе вариантов водооборота следует учитывать преимущества и недостатки каждого варианта.
1.7. Оперативное планирование водопользования.
Оперативное планирование осуществляют в течение вегетационного периода на каждую последующую декаду, т.к. реальные погодные условия никогда не совпадают с расчетными. Оперативный план учитывает реальный водный баланс каждого поля, конкретное согласование с агротехническими мероприятиями. На основании расчетов устанавливают реальную потребность в воде по каждому полю и формируют заявки на воду, которые передают в управления оросительных систем, что является документом для подачи воды водопользователям.
Сущность оперативного планирования – систематическое поддержание продуктивных влагозапасов в корнеобитаемом слое почвы, которые определяются оптимальной влажностью, обусловленной оптимальной биологической потребностью в воде с/х культур. Установленная опытным путем закономерность изменения во времени оптимальных влагозапасов в корнеобитаемом слое сохраняется независимо от сочетания климатических факторов, за исключением экстремальных условий (бурь, поздних заморозков и т. д.). В этом случае составляют уравнение водного баланса для конкретного поля и определяют его составляющие известными методами.
Для каждой с/х культуры оптимальные влагозапасы в корнеобитаемом слое почвы:
wopt = £wНВ , (1.41)
где £ - коэффициент, характеризующий каждую с/х культуру и фазы ее развития, £<60° ;
wНВ –наименьшая влагоемкость почвы.
Нормы и сроки проведения поливов необходимо рассчитывать так, чтобы поддерживались оптимальные влагозапасы в корнеобитаемом слое.
Реализация планов внутрихозяйственного водопользования.
Подготовка к проведению поливов.
Подготовка к поливам – важный цикл в обеспечение качественного полива сельскохозяйственных культур. Все работы, предусмотренные календарным планом эксплуатационных мероприятий по хозяйству, должны быть выполнены своевременно и в необходимых объемах: внутрихозяйственная, оросительная и коллекторно-дренажная сети, гидротехнические сооружения должны быть отремонтированы и подготовлены к пуску воды в каналы, водомерные устройства установлены и подготовлены к работе; мелиоративная техника, необходимое оборудование и инвентарь подготовлены к эксплуатации.
Условия, определяющие четкую организацию труда при поливе, - это эксплуатационная (текущая) планировка орошаемых полей, нарезка временной оросительной и поливной сетей.
Эксплуатационную (текущую) планировку проводят ежегодно для ликвидации свальных гребней, разъемных борозд, остатков временной оросительной сети. Выравнивают поля после уборки сельскохозяйственных культур – во второй половине лета или осенью; повышенная влажность почвы не обеспечивает требуемого качества.
Для планировки полей используют планировщики ДЗ-605; ДЗ-603; П-4;ППА-3,0; ПЛ-5, для выравнивания – ВП-8А; ВП-3,6; ГН -4А; МВ-6,0А; МРП -4,2.
При проведение планировочных работ агрегат движется по диагонально-перекрестной и продольной загонно-беспетлевой схемам.
При диагонально-перекрестной схеме участок обрабатывается в два прохода по взаимно перекрещивающимся диагональным ходам: первый – под углом по направлению к пахоте, второй – перпендикулярно первому. Участок должен быть выравнен и иметь форму квадрата.
При продольной схеме участок разбивают на две полосы шириной не менее 25 м. число проходов по одному следу зависит от наличия неровностей и может составлять 2-4 раза, при перекрытии проходов 20-50см.
Предпосевное выравнивание орошаемых полей проводят ежегодно при подготовке их к посеву сельскохозяйственных культур.
Для подготовки поля к поливу вначале нарезают борозды и полосы, а затем временную оросительную сеть (выводные борозды и временные оросители).
Эксплуатационная оценка, выбор и организация способа полива.
Эксплуатационную оценку способа полива проводят по следующим основным показателям:
- обеспечению оптимального увлажнения корнеобитаемого слоя почвы в течение суток и всего вегетационного периода в соответствии с биологическими фазами их развития;
- мало интенсивному воздействию процесса орошения на сельскохозяйственные культуры за счет снижения интенсивности водоподачи;
- рациональному распределению оросительной воды, полной ликвидации ее потерь на поверхностный сток и глубинную фильтрацию, равномерное распределение ее на поле;
- оптимальному сочетанию всего технологического процесса полива с проведение агротехнических мероприятий по выращиванию сельскохозяйственных культур;
- сохранению плодородия почвы, нормального мелиоративного состояния орошаемых земель, предотвращению процессов засоления земель;
- возможности механизации, автоматизации и телемеханизации полива и распределения воды по оросительной сети;
- окупаемости средств и затрат труда на проведение поливов при хорошей рентабельности;
- созданию комфортных и жилищных условий для населения;
- сохранению окружающей среды.
В практике орошения наиболее часто применяют поверхностные поливы и дождевание, меньше – внутрипочвенное (подпочвенное) и капиллярное.
Поверхностные поливы – это распределение воды самотеком по поверхности почвы по бороздам различной модификации, напуском по полосам, затопление по чекам и ярусам.
Поливные борозды – система параллельных русл малого поперечного сечения, проложенных по поверхности поля с определенным положительным (иногда нулевым) уклоном, обеспечивающим поступательное движение воды от их начала к концу.
Полив по бороздам в зависимости от выращиваемых сельскохозяйственных культур, водопроницаемости почв, уклонов орошаемых массивов осуществляют по сквозным (проточным), тупым (затопляемым) бороздам и по бороздам-щелям. По конструкции борозды могут быть глубокие (18-24 см), средние (15-18 см) и мелкие (10-15 см); на почвах с повышенной водопроницаемостью делают вдавленные борозды.
По бороздам поливают в основном пропашные и частично культуры сплошного сева.
По сквозным (проточным) бороздам осуществляется вегетационные, влагозарядковые и предпосевные поливы. Полив по бороздам с террасами применяют при орошении овощных культур.
По тупым (заполняемым) бороздам, имеющим в концевом створе перемычку, поливают мало уклонные участки (до 0,003) при условии, чтобы перепад геодезических отметок в головном и концевом створах дна борозд не превышал ⅓ их глубины.
Полив по бороздам-щелям рекомендован Б. А. Шумаковым для проведения вегетационных и влагозарядковых поливов, а также при промывке засоленных земель прежде всего на участках, требующих больших поливных норм, и на почвах со слабой водопроницаемостью.
Полив напуском по полосам применяют для культур сплошного сева и влагозарядки при уклонах местности 0,002-0,007.
Затопление применяют при возделывании риса и лиманном орошении, а также при промывных и влагозарядковых поливах и в отдельных случаях при проведении вегетационных поливов.
Дождевание – это высокомеханизированный способ полива, при котором вода на поля попадает в виде искусственного дождя, переходя из состояния водяного тока в состояние воздушной и почвенной влажности без образования на поверхности луж и стока. Дождевание применяют на малоуклонных и безуклонных массивах, особенно на участках с близким залеганием уровня грунтовых вод, на почвах с высокой водопроницаемостью и на просадочных грунтах.
Эксплуатационная оценка способов полива позволяет определить спектр их применения, отрицательные и положительные качества каждого.
Для объективной оценки эффективности способов орошения необходимо знать большое число факторов, поэтому как при проектировании, так и при эксплуатации техники орошения необходим методологический подход.
Так, сельскохозяйственное производство предъявляет комплекс требований к технике орошения, подразделяя их на агробиологические, почвенно-мелиоративные, экологические и организационно-хозяйственные. В свою очередь, использование поливной техники в конкретных природных условиях определяется следующими факторами: климатическими, почвенно-мелиоративными, геоморфологическими, агробиологическими и хозяйственными.
Организация и проведение поверхностных поливов.
Важное условие эффективного использования орошаемых земель – высоко производительный труд специалистов и рабочих. Для повышения производительности труда необходимо произвести следующие организационные мероприятия: сосредоточить поверхностные поливы на одном участке или поле; увязать размеры политой площади с производительностью машин и механизмов, используемых на обработке междурядий после полива; сочетать элементы технологии полива с применением устройств для автоматического распределения воды (сифоны, поливные трубки, однобортные вспомогательные выводные борозды); применять гибкие шланги и поливные агрегаты для полива по бороздам и полосам, а также поливных трубопроводов и шлангов поливных устройств.
Учеными ВНИИГиМА и МГМИ разработан и внедрен метод автоматизации поливов, когда открытые распределительные каналы заменены стационарными подземными транспортирующими трубопроводами с глубиной заложения 1 м, а закрытые распределительные трубопроводы – 0,4-0,6 м с последующим поступлением воды в борозды через отверстия, расположенные через 0,6-0,7 м по длине трубопровода. При этом производительность труда возрастала в 4-5 раз по сравнению с обычными способами полива.
Организация полива дождеванием.
Для орошения дождеванием используют различные дождевальные машины, установки, имеющие разработанные технические условия и технологии их применения. При этом в каждом конкретном случае необходимо организовать и провести запланированный комплекс работ: дождевальные машины должны быть своевременно отремонтированы и в течение вегетационного периода обеспечены соответствующим техническим обслуживанием и уходом, специалистами составлены оперативные календарные графики полива, предусматривающие оптимальную загрузку дождевальных машин и бесперебойную их работу.
Организация капельного орошения.
Сущность капельного орошения заключается в малоинтенсивной подаче оросительной воды из микроводовыпусков – капельниц непосредственно в зону развития корневой системы растений и зависит от конструктивных особенностей системы орошения, выращиваемых сельскохозяйственных культур, наличия производственно ремонтной базы и обеспеченности трудовыми ресурсами.
Применение этого способа перспективно в районах с ограниченными водными ресурсами и на участках с уклоном, а также на крутых склонах.
Организация внутрипочвенного орошения (ВПО).
При ВПО происходит капиллярное увлажнение пахотного слоя почвы за счет поступления воды из увлажнителей, расположенных на глубине 0,4-0,6 м от поверхности, что хорошо обеспечивает аэрацию почвенного слоя и равномерность увлажнения в течение всего вегетационного периода.
Система ВПО включает водозаборное сооружение, насосную станцию, оросительную, увлажнительную и водоотводящую аэрационную сети с соответствующими сооружениями и арматурой на них. ВПО отличается разнообразием технологических схем орошения: регулирования уровня грунтовых вод путем шлюзования или подачи воды в дрены; механизированная подача воды в почву с помощью специальных машин и механизмов с одновременным рыхлением почвы (машинно-инъекционная), траншейно-трубчатая, кротовая внутрипочвенная, очагово-дренажно-вертикальная системы и система с полиэтиленовыми увлажнителями.
Планирование системного водораспределения.
Планирование водораспределения.
Системный план состоит из следующих разделов: ведомости расчетных расходов (уровней) источника орошения и возможных расходов в голове системы; плана забора воды в систему; плана распределения воды по системе; плана эксплуатационных мероприятий. Планирование водораспределения заключается в установлении потребности в воде отдельными хозяйствами (водопользователями) для каждого водовыдела и в целом по системе; в согласовании водопотребления по системе с режимом источника орошения, в определении головных расходов магистральных и межхозяйственных каналов; в разработке мероприятий по повышению КПД каналов, рациональному использованию оросительной воды, поддержанию нормального мелиоративного состояния орошаемых земель.
Для составления плана водораспределения необходимы следующие материалы:
план и подробная схема системы в масштабе 1:25000 или 1: 50000, на которой должны быть указаны все магистральные, межхозяйственные и распределительные каналы до точек выдела воды в хозяйства с технической их характеристикой, указаны границы хозяйства, все узлы распределения и узлы командования, границы эксплуатационных участков, створы балансовой гидрометрии и мелиоративной службы, дороги, линии связи;
внутрихозяйственные планы водопользования;
план и схемы системы с почвенно-мелиоративными характеристиками (почвы, глубина залегания грунтовых вод, рельефные особенности);
декадные расходы (уровни воды) в источнике орошения в месте забора воды в систему;
сведения о фактических потерях воды из магистральных каналов и распределительной сети, привязанные к отдельным узлам системы;
лимиты водозабора системы из источника орошения и подачи воды хозяйствам для характерных лет по стоку реки;
расходы и уровни воды в источнике орошения в створе головного сооружения не менее чем за 10 последних лет, а также с начала текущего гидрологического года;
отчеты по водопользованию в хозяйствах и системе за последние пять лет.
План забора воды в систему составляют, начиная с анализа имеющихся орошаемых земель и их планируемого использования в хозяйствах и административных районах, по специальной формуле для хозяйств, вододелительных узлов, сельскохозяйственных культур и административных районов с определением по декадам вегетационного и осеннее-зимнего периодов и нарастающим итогом физической площади полива, гектарополивов, водопотребления (нетто, брутто), а также среднедекадного расхода воды на орошение (нетто, брутто), которую забирают из водоисточника.
Баланс воды по системе составляют для определения всех ее расходных частей. Прежде всего выделяют объемы подачи воды в точках выдела хозяйствам с подразделением данного объема на нужды орошения, обводнения. Далее определяют суммарную подачу воды нетто из межхозяйственных и магистральных каналов. Этот объем воды предусматривают по следующим пунктам: в точках выдела воды хозяйствам; на подпитывание рек и водохранилищ; на замочку, заполнение и опробование межхозяйственных и магистральных каналов; вынужденные сбросы из межхозяйственных каналов для поддержания уровней воды в реках и других водоисточниках. Зная физическую площадь орошения находят средние поливную и оросительную нормы. Вычисляют потери воды на фильтрацию и испарение в каналах, их КПД с определением расходов брутто.
Календарный план полива составляют по каждой культуре с указанием физической площади и срока ее полива. Указывают проведение влагозарядковых поливов под озимые и яровые, многолетние насаждения. Находят физическую площадь полива всех культур по системе в целом за каждую декаду и нарастающим итогом за вегетацию, количество проведенных гектарополивов в такой же последовательности.
Расчетная часть.
| Годы | Сум. осадков за вег. период | Водопотребление | Диф. водопотребления | С< Наши рекомендации |