Техника для полива и орошения

Техника для полива и орошения

Техника для полива и орошенияОросительные сельскохозяйственные мелиорации представляют собой систему организационно-хозяйственных и технических мероприятий для коренного улучшения неблагоприятных природных (почвенных, климатических, гидрологических) условий мелиорируемых территорий путём направленного изменения и регулирования водного и связанного с ним воздушного, питательного и теплового режимов их в целях прогрессивного повышения плодородия почв и обеспечения высоких устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Орошение земель эффективно только в сочетании с соответствующей системой агротехнических мероприятий. В состав оросительной системы входят земельная территория, источник орошения, оросительная, коллекторно-дренажная и сбросная сеть каналов или закрытых трубопроводов, водозаборные, водораспределительные и измерительные гидросооружения, вертикальные дрены, дороги, линии связи и электропередачи. По способу забора воды из источника орошения оросительные системы делятся на самотечные и с машинным водоподъёмом.

Орошение один из видов водных мелиораций в зонах недостаточного и неустойчивого естественного увлажнения, направленный на предотвращение почвенной и частично атмосферной засух путём покрытия дефицита влажности. Основное назначение орошения: получение гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур независимо от складывающихся погодных условий за счёт управления водным и связанными с ним воздушным, тепловым, солевым, микробиологическим и питательным режимами в почве. Применяют орошение также для промывки почв, борьбы с атмосферной засухой, как средство против заморозков, для внесения с поливной водой минеральных и органических удобрений, а также химических средств защиты растений от болезней и вредителей.

Способ орошения искусственный приём перевода воды из состояния тока по поверхности почвы и по водоводам в качественно новое состояние почвенной и воздушной влажности. Способ орошения характеризуется контактами воды с растением, почвой и приземным слоем воздуха, протекающими при этом физическими и физиологическими процессами, длительностью и интенсивностью направленного воздействия на растение и среду. Классификация способов и технологий орошения основывается на группе признаков, характеризующих с достаточной полнотой принципиальные отличительные особенности процесса полива и механизма его воздействия на растение и среду (почва приземной слой воздуха). Главные из этих признаков характер и механизм перевода воды из состояния водного тока в состояние почвенной и воздушной влажности; степень локальности контактов воды и почвы; длительность и непрерывность процесса орошения; интенсивность водоподачи и степень её соответствия интенсивности водопотребления растениями. В настоящее время применяют три основных способа орошения: поверхностный полив, дождевание и микроорошение (капельное и внутрипочвенное.

Поверхностный способ орошения: когда вода, перемещаясь по поверхности почвы, увлажняет её под воздействием гравитационных и капиллярных сил.

По степени приближения интенсивности водоподачи к интенсивности водопотребления поверхностный полив является асинхронным, так как интенсивность водоподачи больше мгновенной и среднесуточной интенсивности водопотребления. Существует несколько видов поверхностного полива: по бороздам, напуском по полосам, затоплением чеков. Каждый вид поверхностного полива имеет различные способы организации и технологии его осуществления. Технологии полива непрерывно совершенствуются. Степень совершенства технологий и технических средств полива должна оцениваться в составе оросительной системы и комплексной технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Полив однократное искусственное увлажнение почвы и приземного слоя атмосферы.

Технология полива последовательность операций процесса водораспределения, осуществляемых по определённой схеме; используемые технические средства и параметры техники полива.

Техника полива используемые технические средства, приёмы проведения полива (постоянной, переменной струёй, дискретным способом) и параметры элементов техники полива (длина борозд, ширина междурядий, расходы в голове борозд, время полива.

Поливная техника технические средства (машины, механизмы и орудия) для проведения полива.

Оптимальные элементы техники полива для конкретного поливного участка используется такое сочетание расхода в борозду и времени полива, которое обеспечивает заданные условия оптимизации. Такими условиями могут быть: наибольший КПД полива, наибольшая расчётная урожайность, наибольший условный чистый доход и другие условия, минимизирующие затраты оросительной воды на единицу сельскохозяйственной продукции. Задача назначения оптимальных величин элементов техники полива решается дополняющими друг друга методами: теоретический расчёт (на математической модели полива), полевой опыт и пробный полив.

Оросительная норма количество воды, которое подаётся на гектар орошаемой площади за вегетационный период, измеряемое в м3/га или мм слоя воды. Определяют её как разницу между суммарным водопотреблением (эвапотранспирацией) культуры и её природной водообеспеченностью. Обычно оросительную норму принимают равной дефициту суммарного водопотребления культуры за вегетационный период. Оросительную норму в зависимости от биоклиматического характера её внутрисезонного распределения подают на поле частями в виде поливных норм, которые рассчитывают с учётом биологических требований растений и сохранения почвенного плодородия.

Биологическая норма водопотребления культуры равна эвапотранспирации нормально развивающейся культуры при оптимальных почвенных условиях, включая достаточное количество воды и удобрений и при данных условиях её произрастания достигающей потенциальной продуктивности.

Поливная норма количество воды, которое подают на поле за один полив, измеряется в м3/га или мм слоя воды. В общем случае величина поливной нормы зависит от водно-физических свойств почвы, степени её иссушения к моменту полива, необходимой глубины промачивания, способа и технологии полива. При бороздковом поливе поливную норму устанавливают исходя из условия доведения влажности в расчётном слое почвы до наименьшей влагоёмкости. В связи с тем, что при проведении полива часть воды расходуется на испарение, этот объём воды должен быть также учтён. Сроки полива и продолжительность межполивных периодов устанавливают в соответствии с внутри сезонным распределением оросительной нормы и размеров поливных норм.

Поливной участок часть территории орошаемого поля, внутри которого отсутствует сеть постоянных каналов, обособленно проводят поливы и механизированные обработки, а также все механизированные работы по подготовке его площади к поливам. Размеры поливных участков должны позволять качественно и своевременно проводить все работы поливного цикла (нарезка сети, полив, послеполивная обработка) в сжатые агротехнически допустимые сроки, то есть в 7-8 дней, не ограничивать производительность тракторных агрегатов, для чего длина гона должна, как правило, превышать 300-400 м и общая площадь участка по возможности быть кратной сменной их производительности; давать возможность размещать лесные полосы по границам участка с учётом эффективности их ветроснижающего действия; расстояние между лесополосами не должно превышать 25-и кратной их высоты.

Поливные борозды система параллельных русл малого поперечного сечения, проложенных по поверхности поля с определённым положительным (иногда нулевым) уклоном, обеспечивающим поступательное движение воды от их начала к концу. Размер и форма поперечного сечения поливных борозд при механизированном их устройстве зависят от бороздоформирующего орудия (окучника, бороздореза), физико-механических свойств почв и ширины междурядья возделываемых пропашных культур. Борозды, имеющие в концевом створе перемычку, называют тупыми (глухими). Направление поливных борозд по отношению к основному уклону местности выбирают с учётом обеспечения качественного проведения поливов и возможности механизированных обработок пропашных культур. Поливные борозды желательно нарезать вдоль склона местности. В этом случае уменьшается возможность перелива воды через гребни борозд.

Элементы техники полива по бороздам: длина поливных борозд, размер и форма их поперечного сечения, ширина междурядья, расход воды в поливную борозду, продолжительность полива.

Предельный расход поливной струи ограничивается при повышенных уклонах допустимой величиной поливной эрозии почвы, а на малых уклонах недопущением наполнения борозд более 2/3 их глубины (от гребня до дна.

Уклон дна русла синус угла наклона к горизонту линии дна безнапорного потока.

Живое сечение поверхность, проведённая нормально к линиям тока воды в борозде и ограниченная размерами поливной струи.

Смоченный периметр длина соприкасания жидкости с поверхностью борозды в данном живом сечении.

Коэффициент, учитывающий неравномерность впитывания по смоченному периметру определяет изменение интенсивности впитывания при различных соотношениях ширины уреза воды в борозде и глубины потока.

Гидравлический радиус параметр живого сечения потока, равный отношению площади живого сечения к длине смоченного периметра.

Ширина уреза воды в борозде ширина живого сечения потока поверху.

Глубина подпора наибольшая за время проведения полива глубина воды в борозде непосредственно перед перегораживающей стенкой.

Продолжительность полива определяется временем, необходимым для внесения заданной поливной нормы и складывается из продолжительности добегания и продолжительности дополнительной подачи воды.

Время добегания время от начала пуска воды в борозду до достижения потоком заданного створа или конца борозды.

Время доувлажнения разница между временем полива и временем добегания до заданного створа или до конца борозды.

Продолжительность спада время стекания воды через заданный створ или конец борозды после прекращения подачи воды в голове борозды.

Время образования подпора в конце борозды время от момента добегания воды до конца борозды и до образования наибольшей глубины подпора.

Межполивной период промежуток времени между двумя следующими один за другим поливами. Сроки полива и продолжительность межполивных периодов устанавливают в соответствии с внутри сезонным распределением оросительной нормы и с учётом размеров поливных норм.

Качество выполненного технологического процесса полива оценивают: по степени приближения фактической поливной нормы к заданной, равномерности увлажнения почвы по длине борозд, наличию и величине перелива воды через гребень борозд, размыву ложа борозд, наличию потерь воды на сброс и глубинную фильтрацию. Для расхода поливной струи ограничивающими факторами являются эрозия почвы при повышенных уклонах и переполнение борозд при малых уклонах их дна. Предельная длина борозды определяется предельным расходом поливной струи. Задача назначения оптимальных величин элементов техники полива, как правило, решается дополняющими друг друга методами: теоретический расчёт, полевой опыт, пробный полив.

Коэффициент полезного использования воды на поле отношение биологической нормы водопотребления культуры и фактических затрат воды на полив.

КПД техники полива отношение объёма увеличения влажности корнеобитаемого слоя почвы за время полива к поданному объёму воды.

Потери воды при поливе по бороздам это то количество воды, которое подаётся на поле, но не попадает в активный (корнеобитаемый) слой почвы и не используется растениями. Потери складываются из непроизводительного испарения, глубинной фильтрации и сброса воды в конце борозды. Все виды потерь нежелательны, но не все из них являются безвозвратными.

К безвозвратным потерям воды при орошении относится непроизводительное испарение. Эти потери возникают в период проведения полива и в первые 3-5 дней после его окончания из-за повышенного, приближающегося к испаряемости водопотребления.

Потери на глубинную фильтрацию проникновение впитавшейся воды в почву ниже корнеобитаемого слоя. В отдельных природных условиях (однородное строение почвогрунтовой толщи при близком залегании грунтовых вод) глубинное просачивание даже способствует аккумулированию влаги, которая затем эффективно используется растениями. В случае устойчиво глубокого залегания грунтовых вод (автоморфные условия) глубинная фильтрация является потерями оросительной воды. В зависимости от природной обстановки эта вода частично выклинивается в сбросные водотоки и используется для повторного орошения. В некоторых случаях значительная часть её расходуется непродуктивно на испарение с днища и откосов логов, транспирацию сорной и дикой растительностью. Для определения потерь на глубинную фильтрацию используются эмпирические зависимости, параметры которых определены для основных категорий почвогрунтов.

Непроизводительное испарение повышенное испарение во время проведения полива, определяемое как разница между испаряемостью и биологической нормой водопотребления культуры.

Поверхностный сброс объём воды, сброшенный в конце борозды после добега.

Необходимая доля промывной составляющей увеличение оросительной водоподачи при использовании минерализованной поливной воды, а также при поливе в условиях близкого (менее 3-х м) залегания минерализованных грунтовых вод.

Поливная норма брутто объём притока воды в борозду за время полива.

Объём впитывания объём впитавшейся в пределах борозды воды за время проведения полива и до окончания спада.

Объём наполнения борозды объём воды, содержащийся в борозде в какой либо момент времени в продолжении полива. Коэффициент к объёму наполнения определяет отношение фактического (или расчётного) объёма наполнения к фиктивному объёму. определяемому как произведение площади живого сечения потока в голове борозды на её длину.

Равномерность распределения воды на поле отношение среднего слоя воды впитавшейся на конечном участке борозды к среднему слою, впитавшемуся на начальном ее участке.

Площадь впитывания смоченная поверхность борозды во время полива. Коэффициент к площади определяет отношение фактической (или расчётной) площади впитывания к фиктивной площади, определяемой как произведение смоченного периметра в голове борозды на её длину.

Коэффициент в формуле добега учитывает накопление воды в борозде и изменение скорости впитывания.

Расчётная глубина грунтовых вод определяется как средняя между исходным её положением и поднявшимся после полива уровнем.

Коэффициенты коррекции коэффициенты, используемые в математической модели полива для приведения предварительных значений параметров, определяющих: интенсивность впитывания, объём глубинного сброса, коэффициент в формуле добега, потенциальную урожайность и непроизводительное испарение к соответствующим их значениям, определённым по результатам полевых исследований.

Относительные потери урожая определяются путём вычисления коэффициента снижения потенциальной урожайности. Этот коэффициент является функцией отношения фактической оросительной нормы к биологической норме. Определение коэффициента должно производится по нескольким участкам поливной борозды.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector