Основные виды и способы оросительных мелиораций

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 25Следующая ⇒

Разнообразие встречающихся условий (климатических, геоморфологических, топографических, почвенных, гидрогеологических и хозяйственно-экономических) в разных зонах предполагает применение различных видов, способов и техники орошения земель.

В зависимости от конкретных почвенно-климатических условий и местоположения объекта, а также требований, предъявляемых сельскохозяйственным производством к орошению, оросительные мелиорации разделяются на следующие три вида.

Регулярно действующее орошение – подача воды на орошаемую площадь столько раз, сколько раз возникает ее дефицит в почве. Может быть самотечным и с механическим подъемом воды (из рек, водохранилищ и др.).

Однократно действующее орошение – задержание на площади местного стока воды. Может быть паводковым (использование паводковых вод) и лиманным (использование задерживаемых талых вод весеннего стока).

Обводнение местности – заключается в устройстве водохрани-лищ, каналов, артезианских скважин, вода из которых используется в основном для хозяйственных нужд, сельскохозяйственного водоснабжения и частично для орошения небольших участков.

В зависимости от назначения и воздействия на почву и растения поливы делятся на увлажнительные (основной вид оросительных мелиораций) и специального назначения. К последним относятся посадочные, удобрительные, противозаморозковые, влагозарядковые, промывочные и другие виды поливов.

Кроме того, орошение подразделяется на выборочное и сплошное.В зоне крупных оросительных систем при гарантированных водоисточниках имеется возможность проводить орошение на больших территориях и для всех культур. Такое орошение называется сплошным.

На IX Международном конгрессе по ирригации и дренажу в Мехико (1969) принята следующая классификация способов орошения: аэрозольное (мелкодисперсное) увлажнение, дождевание, поверхностное орошение, внутрипочвенное орошение (в том числе капельное), подпочвенное увлажнение (субирригация).

Рис. 4.1. Классификация способов орошения

При аэрозольном (мелкодисперсном) увлажнении вода распыляется над поверхностью почвы в виде капель очень малого размера (туман). Такое увлажнение обеспечивает практически только повышение влажности приземного слоя воздуха и снижение его температуры, что очень важно для борьбы с атмосферной засухой. В случае дождевания вода подается на орошаемую площадь в виде искусственного дождя, увлажняя как почву, так и надземные части растений. При поверхностном орошении вода распределяется по поверхности поля либо напуском сплошным тонким слоем (полив по полосам и затопление), либо струей (полив по бороздам). В процессе внутрипочвенного орошения корнеобитаемый слой почвы увлажняется по трубам-увлажнителям или кротовинам, устроенным на небольшой глубине, или путем медленной (как бы капля за каплей) и длительной подачи воды при помощи капельниц (капельное орошение). При подпочвенном увлажнении (субирригации) задерживают воду в каналах или подают дополнительно в них воду, чем повышают уровень грунтовых вод, от которых по почвенным капиллярам увлажняется поверхностный слой почвы.

В гумидной зоне преобладает дождевание (90 %), в аридной – поверхностный способ полива (98 %), в субаридной зоне широко применяется как дождевание (53 %), так и поверхностное орошение (47 %).

В последние годы благодаря развитию промышленности, способной производить штампованные пластиковые трубы с набором разбрызгивателей и капельниц, наступил новый этап эры орошения – развитие энергоэкономичных и водосберегающих микроирригационных методов( микродождевание и капельное орошение). Их сущность заключается в увлажнении участка почвы только вокруг растения. Микроирригационные методы используют поток воды под давлением в закрытых трубах для ее дальнейшей подачи в почву через насадки, капельницы и другие выпускные устройства. Преимущество этого орошения заключается в том, что оно требует более низких давлений и меньшего количества воды, чем обычное дождевание.

Оросительные системы

Под оросительной системой понимается территория, оборудованная каналами, трубопроводами, сооружениями и различными устройствами, обеспечивающими возможность своевременного забора из водоисточника, подачи и распределения воды по орошаемым участкам в целях поддержания в корнеобитаемом слое заданного уровня (диапазона) влажности почвы в соответствии с природными условиями каждого участка и требованиями выращиваемых культур. В общем случае элементы каждой регулярно действующей оросительной системы следующие (рис.4.2):

источник орошения (река, ручей, водохранилище, озеро, подземные воды), который должен удовлетворять количественным потребностям орошаемого массива в доброкачественной воде;

головное водозаборное сооружение, предназначенное для забора и подачи воды из источника орошения в главный магистральный канал (трубопровод) в нужные сроки и в потребном количестве;

главный магистральный оросительный канал (трубопровод), доставляющий воду из источника орошения в распределительные каналы (трубопроводы). Состоит из двух частей: холостой (до первого распределителя) и рабочей, на протяжении которой от него отходят распределители;

распределительные проводящие каналы (трубопроводы). Различают проводящие каналы межхозяйственные (забирающие воду из магистрального канала или трубопровода для орошения земель нескольких хозяйств) и внутрихозяйственные, которые обслуживают одно хозяйство;

Рис. 4.2. Схема закрытой оросительной сети:

Головная насосная станция; 2 – насосная станция подкачки; 3, 5, 6 – магистральный, распределительный и хозяйственный трубопроводы; 4 – концевые сбросы; 7 – колодцы с задвижками; 8 – дождевальные машины; 9 – гидранты; 10 – регулирующие бассейны

регулирующая оросительная сеть и оросительные устройства, назначение которых – распределять воду по полю и переводить ее в состояние почвенной влажности. К ним относятся временные оросители, возобновляемые ежегодно или перед каждым поливом, поливные борозды и полосы, чеки, постоянные и переносные трубопроводы, дождевальные машины и установки, а при внутрипочвенном орошении – трубы-увлажнители;

водоотводная сеть, которая подразделяется на сбросную (необходимую для отвода ливневых и талых снеговых вод и сброса воды, остающейся после полива в каналах и трубопроводах) и дренажную (предназначенную для сбора и отвода промывных, а также избыточных грунтовых вод, чтобы предупредить заболачивание и засоление корнеобитаемого слоя);

арматура на каналах и трубопроводах для управления движением воды в системе;

искусственные сооружения – дороги, телефонная и электрическая сеть, производственные постройки, предназначенные для эксплуатации оросительной системы;

защитные лесополосы – для затенения каналов и предохранения полей от вредного воздействия ветров.

Основным элементом оросительной системы следует считать орошаемые земли со всеми их особенностями (почвы, рельеф и др.), так как от них в существенной степени зависят состав, количество и конструкция других элементов.

По распределению воды по площади оросительные системы могут быть межхозяйственные, обслуживающие большие территории и охватывающие несколько хозяйств, и внутрихозяйственные – в пределах границ одного хозяйства. По способу водоподачи из источников орошения бывают системы самотечные, где орошаемые земли расположены ниже горизонта воды в источнике орошения и вода поступает на поля самотеком; с механическим водоподъемом, когда орошаемый массив находится выше горизонта воды в источнике и подача воды осуществляется насосной станцией; самотечно-напорные, в которых вода самотеком транспортируется по закрытым трубопроводам за счет напора, создаваемого естественным уклоном местности. По конструкции оросительные системы подразделяются на три основных типа: открытые, состоящие из открытых каналов или лотков, закрытые – из напорных или безнапорных трубопроводов, комбинированные, включающие в себя элементы первого и второго типов.

По степени капитальности оросительные системы подразделяются на передвижные, у которых все элементы системы – насосные станции, оросительная сеть (разборная или временная) и поливная техника – в процессе полива перемещаются по орошаемой площади; стационарные, где водозаборные сооружения, насосные станции, оросительная сеть и поливная техника занимают постоянное положение; полустационарные системы, находящиеся в промежуточном положении, когда водозаборные сооружения, насосные станции и оросительная сеть стационарны, а поливная техника перемещается по полю в процессе полива.

Элементы режима орошения

Главным составным элементом режима орошения является норма полива (поливная норма) – это объем или слой воды, подаваемый на единицу площади (1 га) для разового ее увлажнения.

Под поливным периодом понимается продолжительность одного полива орошаемой площади (участка).

Межполивной интервал считается от момента завершения текущего и до момента начала следующего за ним полива площади (участка).

Расчетные уравнения для определения поливной нормы

т=0, 1γ h(_β_{вп -}_β_пу)=0, 1h (β ^об_вп-β ^об_вп), (4.1)

где β _вп– верхний предел регулирования почвенной влажности, % от массы почвы;

β ^об_вп– то же, % от объема;

β _пу – влажность почвы перед началом полива площади, % от её сухой массы;

β ^об_пу – то же, от объема

Для регионов, где орошение необходимо только в отдельные периоды вегетации, есть опасность переувлажнения в результате совпадения во времени поливов и дождей. Здесь увлажнять рекомендуется только верхний (чаще всего 0 – 50 см) слой почвы. Поливные нормы нетто в таких условиях составляют 10 – 30 мм (100 – 300 м³/га). Меньшие из указанных пределов характерны для легких и более тяжелых по гранулометрическому составу почв, а большие – для средних.

Поливная норма брутто равна

m = , (4.2)

где – коэффициент (меньше единицы), учитывающий потери поливной воды в процессе полива (коэффициент использования воды на поле).

Под оросительной нормой понимается количество воды (м³/га или мм), которое необходимо подать на поле дополнительно к выпадающим атмосферным осадкам, чтобы поддерживать почвенные влагозапасы корнеобитаемого слоя в заданных пределах в течение вегетационного периода. Оросительная норма суммирует в себе все поливные нормы, поступившие на площадь за оросительный период, то есть за ту часть вегетации, в течение которой существовала необходимость в орошении или готовности к нему, считая от начала поливов и до их завершения. Поэтому оросительную норму относят к суммирующим характеристикам режима орошения.

Для оценочных расчетов может применяться уравнение водного баланса корнеобитаемого слоя почвы, охватывающее весь вегетационный период

M= E - P - W – Q,, (4.3)

где М – оросительная норма нетто;

Е – максимальная эвапотранспирация (водопотребление сельскохозяйственного поля при оптимальном водном режиме);

P – атмосферные осадки за вычетом потерь на сброс;

W –используемые запасы влаги в расчетном слое почвы;

Q – подпитка корнеобитаемого (расчетного) слоя от грунтовых вод.

Оросительные нормы даже для одной сельхозкультуры не остаются постоянными из года в год, меняясь в зависимости от метеоусловий. Поэтому при составлении проектов оросительных систем необходимо знать оросительные нормы для лет различной обеспеченности.

На сроки полива наибольшее влияние оказывают биологические особенности выращиваемых сельскохозяйственных культур, климатические условия, характер почвогрунтов и гидрогеологические особенности орошаемых земель. Для установления срока начала полива в практических условиях применяются несколько методов и приемов.

Установление начала полива по фактической влажности расчетного слоя почвы (по А. Н. Костякову) основано на систематическом наблюдении за динамикой запасов почвенной влаги в расчетном слое. Полив следует начинать тогда, когда запас воды в корнеобитаемом слое снизится до предполивной влажности. Способ применим при разработке как проектного, так и эксплуатационного режима орошения.

Глазомерные методы (по внешним признакам) основаны на назначении сроков начала полива по внешнему виду (окраске или привяданию листьев), сигнализирующему о недостатке влаги. Сюда же относится и способ определений запасов влаги в почве, а соответственно и сроков начала полива, на ощупь. Все эти методы условны и субъективны.

Определение сроков начала полива по физиологическим показателям основано на тесной взаимосвязи между влажностью почвы и физиологическими процессами, протекающими в растениях. Один из наиболее объективных способов заключается в определении в полевых условиях концентрации клеточного сока и сравнении его с пределами, соответствующими нижней границе оптимальной почвенной влажности.

Назначение сроков начала полива по фазам развития растений основывается на неодинаковой чувствительности растений к уровню влажности почв в различные периоды роста в соответствии с биологическими особенностями и динамикой водопотребления. Поливы приурочиваются к тем фазам развития растений, когда они наиболее чувствительны к недостатку влаги..

Методы назначения сроков начала полива, основанные на учете метеорологических, факторов, водоудерживающей способности почв и биологических особенностей культур, находят широкое распространение как в проектной, так и эксплуатационной практике. Предложено довольно значительное количество таких методов. Основаны они в основном на расчетах динамики влагозапасов (или их дефицита) корнеобитаемого слоя почвы в зависимости от климатических факторов с учетом почв и вида культуры

Для севооборотного массива составляются по определенной методике[1, с.170...176] неукомплектованные и укомплектованные графики полива и водоподачи (рис. 4.3).

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒