Техника для полива и орошения

Техника для полива и орошения

Техника для полива и орошения/ Лекции по м / Орошение.

Орошение (ирригация) — подвод воды на поля, испытывающие недостаток влаги, и увеличение её запасов в корнеобитаемом слое почвы в целях увеличения плодородия почвы. Орошение является одним из видов мелиорации. Орошение улучшает снабжение корней растений влагой и питательными веществами, снижает температуру приземного слоя воздуха и увеличивает его влажность.

Орошение улучшает снабжение корней растений влагой и питательными веществами, снижает температуру приземного слоя воздуха и увеличивает его влажность. Вне зависимости от выпадения атмосферных осадков орошаемые земли дают высокие устойчивые урожаи многих сельскохозяйственных культур, возделываемых в зоне недостаточного увлажнения.

К основным способам орошения относится.

полив по бороздам водой, подаваемой насосом или из оросительного канала.

разбрызгиванием воды из специально проложенных труб.

аэрозольное орошение — орошение мельчайшими каплями воды для регулирования температуры и влажности приземного слоя атмосферы.

подпочвенное (внутрипочвенное) орошение — орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону.

лиманное орошение — глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока.

дождевание — орошение с использованием самоходных систем кругового или фронтального типа. См. также Механизированное орошение.

Площадь орошаемых земель в отдельных странах мира (на конец 1990-х годов), млн. гаСтрана Площадь Страна Площадь.

Китай 44,4 Япония 3,3.

Индия 42,1 Испания 3,1.

США 18,1 Италия 3,3.

Пакистан 16,1 Египет 2,6.

Россия 5,7 Бразилия 2,5.

Индонезия 5,3 Аргентина 1,7.

Мексика 5,1 Ирак 1,7.

Узбекистан 4,1 Болгария 1,3.

Румыния 3,4 ЮАР 1,2.

Негативные экологические последствия.

Оросительное земледелие вызывает целую цепь негативных экологических последствий. Главными из них являются.

накопление агроирригационного культурного горизонта почв.

вторичное засоление грунтов и почв.

заболачивание грунтов и почв.

загрязнение поверхностных и подземных вод.

оседание рельефа местности.

Вторичное засоление — главное последствие орошения земель в условиях аридного климата. Оно связано с подъемом минерализованных грунтовых вод к земной поверхности. Грунтовые воды, содержащие соли, начинают при этом интенсивно испаряться, в результате чего почва насыщается избыточным количеством солей. Острая экологическая проблема орошаемого земледелия — загрязнение поверхностных и грунтовых вод. Это результат полива угодий и использования воды для рассоления почв. Большинство рек, воды которых используются для орошения имеют минерализацию 0,2-0,5 г/л. В настоящее время их минерализация возросла в 10 раз, что привело к росту вторичного засоления. Проблемы засоления почв и вод усугубляются применением минеральных удобрений.

2.24. Оросительные системы поверхностного полива следует проектировать, как правило, в полупустынной и пустынной зонах, а также в районах, где дождевание не обеспечивает требуемого водного режима почв.

2.25. Поверхностный полив необходимо предусматривать по бороздам, полосам, чекам.

2.26. По бороздам следует поливать пропашные культуры и многолетние насаждения при уклонах местности не более 0,05.

2.27. При поливе по бороздам в зависимости от природных условий следует применять продольную и поперечную схемы полива.

При продольной схеме полива направление борозд совпадает с направлением оросителя и уклона местности, при поперечной схеме борозды направлены поперек основного уклона (вдоль горизонталей местности) перпендикулярно оросителям. Условия применения схем полива приведены в рекомендуемом приложении 6.

2.28. Расстояния между оросителями при продольной схеме полива следует принимать в зависимости от длины поливных устройств, при поперечной схеме — от длины борозд.

Расстояния между водовыпусками в поливные устройства (между гидрантами) необходимо принимать равными длине борозд при продольной схеме и длине поливного устройства — при поперечной.

При применении поливных машин расстояние между оросителями и гидрантами должно определяться техническими характеристиками применяемых машин.

2.29. Длина борозд, расстояние между бороздами, расходы поливных струй должны определяться с учетом уклона поверхности земли, водно-физических свойств почв и обеспечивать подачу заданной поливной нормы при минимальных поверхностном и глубинном сбросах, равномерность увлажнения по длине борозды, высокую производительность труда на поливе.

2.30. Оптимальные элементы техники полива по бороздам следует назначать согласно рекомендуемым приложениям 7, 8 или по данным специальных исследований.

2.31. Распределение воды по бороздам должно производиться с применением поливных трубопроводов (передвижных, стационарных), лотков, каналов, машин.

Передвижные поливные трубопроводы (жесткие и гибкие) допускается применять на спланированных территориях с уклонами более 0,003 при поперечной и продольной схемах полива.

Жесткие трубопроводы следует применять преимущественно при поперечной схеме полива.

Полив из стационарных поливных трубопроводов надлежит применять при продольной схеме полива преимущественно для полива садов и виноградников при уклонах более 0,008.

2.32. Диаметр поливного трубопровода надлежит определять из условия обеспечения подачи расчетного расхода воды в борозды. Напор по всей длине трубопровода должен быть для работы.

передвижных поливных трубопроводов — не менее 1,0 м.

стационарных закрытых поливных трубопроводов с применением патрубков-водовыпусков при поливе.

постоянной струей. 0,5 — 1,5 м.

переменной струей. 3,0 — 4,0 м.

постоянной струей. 1,5 — 2,0 м.

переменной струей. 6,0 — 7,0 м.

2.33. Поливные лотки (каналы) с непосредственным выпуском воды в борозды должны применяться на массивах с уклонами до 0,003 и с почвами средней и слабой степени водопроницаемости, на которых возможно проведение полива по бороздам длиной 300 — 400 м.

Поливные лотки (каналы) следует применять, как правило, при поперечной схеме полива.

2.34. Полив по полосам следует применять для орошения сельскохозяйственных культур преимущественно сплошного сева (зерновые, травы) на спланированных участках при уклонах поверхности земли: поперечных — не более 0.002, продольных (в направлении полива) ¾ не более 0.015.

2.35. Узкие полосы ширимой 1,8-7,2 м и длиной 200-400 м следует применять при поперечных уклонах местности 0,001-0,002.

Широкие полосы шириной 25-40 м и длиной до 600 м следует применять на спланированной поверхности с продольным уклоном не более 0,001-0,003 при отсутствии поперечных уклонов.

Полив по бороздам земляники.

АЭРОЗОЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ. мелкодисперсное дождевание, способ увлажнения приземного слоя воздуха, наземной части р-ний и частично поверхности почвы водой, раздробленной на мельчайшие капли. Осуществляется с помощью машин, работающих на газодинамич. принципе дробления жидкости, дождевальных машин и установок со сменными рабочими органами. А. о. применяют только в жаркое время.

Внутрипочвенное орошение — орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону изнутри.

ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ОРОШЕНИЕ. способ орошения, при к-ром оросит. вода поступает в корнеобитаемый слой почвы из системы подпочвенных увлажнителей (водоводов). При этом обеспечивается равномерность полива, поддерживается влажность корнеобитаемого слоя почвы, сохраняется структура почвы, предотвращается появление на ней корки, снижается расход поливной воды и уменьшаются её потери на испарение с поверхности почвы, создаются условия для автоматизации всего технологич. цикла орошения. В. о. применяют при возделывании овощных и плодовых культур, винограда, хлопчатника на плоских участках с хорошо водопроницаемыми незасоленными почвами, на склонах с рыхлым почвенным покровом, подстилаемым водонепроницаемыми или слабопроницаемыми грунтами.

При В. о. используют закрытые оросительные системы с оросительной сетью из трубопроводов. По способу подачи воды системы В. о. подразделяют на вакуумные, или адсорбционные, безнапорные и напорные. В вакуумных системах вода поступает к р-ниям под действием сил поверхностного натяжения (по мере расходования воды в трубах-увлажнителях создаётся вакуум, вследствие чего поддерживается их наполнение), в безнапорных — вследствие капиллярного движения воды, в напорных — искусственно создаваемого напора. В систему В. о. входят: головной водозабор; водорегулирующий блок, блок подачи в систему растворённых минер. удобрений; распределит. трубопровод, распределяющий воду по подпочвенным увлажнителям; подпочвенные увлажнители, подающие воду в корнеобитаемый слой почвы; система датчиков, ‘ осуществляющих обратную связь и контролирующих создаваемый водный режим в почве. Увлажнители изготавливают из гончарных труб, из к-рых вода поступает в почву через стыки, и пластмассовых гладких и гофриров. труб (вода поступает через отверстия — перфорацию). Наиб. распространены системы с перфориров. увлажнителями, к-рые закладывают на глуб. 45—55 см с расстоянием между ними 100—150 см (оптим. дл. 100—200 м, диам. труб 16—32 мм). Расход воды в головной части увлажнителя 0,2—0,6 л/с при миним. напоре 0,5 м. Разновидность В.о.— капельное орошение. Употребляемый иногда вместо В. о. термин “подпочвенное орошение” менее точен.

Лиманное орошение, глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока. В СНГ наиболее распространено в западных, северных и центральных районах Казахстана, в Заволжье и на Северном Кавказе, где обеспечивает высокие урожаи трав, кукурузы и др. преимущественно кормовых, культур. Для Л. о. используют талые воды, стекающие с выше расположенной территории, паводковые, а также излишки воды из водохранилищ и каналов. Воду на орошаемой площади — лимане — удерживают системой валов и дамб. Излишки её сбрасывают через водоспуски. Лиманы бывают простые и ярусные — несколько ярусов дамб или валов (наиболее технически совершенны); мелководные (глубина затопления 25—35 см) и глубоководные (до 1,5 м). Оросительная норма при Л. о. — 2,5—4,5 тыс. м3/га воды. Продолжительность затопления лимана зависит от растительности или орошаемой культуры, влагоёмкости почвы и глубины увлажнения (обычно 10—20 сут.

Дождевание, способ полива с.-х. культур, при котором вода разбрызгивается в виде дождя над поверхностью почвы и растениями. Опыты по Д. проводились во многих странах ещё в 19 в. Производственное значение оно получило в начале 20 в. в Германии (свыше 100 тыс. га), США, Италии, Чехословакии и др. В России Д. впервые (1875) применил в Саратовской губернии агроном Г. И. Аристов. В 1913—14 по инициативе А. Н. Костякова исследования по Д. проводили на Костычевской и Безенчукской опытных станциях. В СССР площади полива Д. составляли (тыс. га): 180 в 1962; 357,7 в 1964; 760,6 в 1966; 1477 в 1969. Д. распространено в Болгарии, Венгрии, Италии, Чехословакии, США, ФРГ, ГДР и др. странах.

По сравнению с поливами поверхностными Д. имеет ряд преимуществ. Оно улучшает условия произрастания растений, т.к. увеличивает влажность не только почвы, но и приземного слоя воздуха, понижая их температуру, потери на испарение с поверхности почвы. При Д. с растений смывается пыль, что усиливает их дыхание, ассимиляцию углерода, развитие и накопление органического вещества. После Д. структура почвы менее разрушается и послеполивную обработку можно начинать раньше, благодаря чему в почве сохраняется больше влаги. Д. даёт возможность вместе с поливной водой вносить удобрения. Д. можно проводить в любое время суток и давать любые поливные нормы, начиная с самых малых (30 м3/га). Оно позволяет поддерживать оптимальную для растений влажность почвы на землях со сложным рельефом и на участках с маломощными почвами, расположенными на сильно водопроницаемых породах (песок, галечник), на которых поверхностные поливы требуют большого объёма планировочных работ или связаны со значительными потерями воды на фильтрацию. При поливе Д. обычно нет мелких каналов и борозд, поэтому более полно используется земельная территория и производительнее работают с.-х. машины. Иногда этот способ полива экономически менее выгоден, чем поверхностный, например при орошении большими поливными нормами (более 700 м3/га) и значительном числе поливов.

Д. применяют для вегетационных, освежительных, подкормочных и утеплительных поливов, провокационных поливов в борьбе с сорняками и др. Его широко используют при выращивании овощных, технических, кормовых, зерновых и плодово-ягодных культур, особенно в зоне неустойчивого увлажнения (рис. 1). Наиболее эффективно Д. на фоне осенней влагозарядки почвы. В засушливые годы Д. даёт большую прибавку урожая в нечернозёмной зоне и даже на севере (например, под Якутском). В Прибалтике Д. орошают сенокосы и пастбища. Оросительные нормы при Д. обычно несколько ниже оросительных норм при поверхностных поливах. Поливные нормы от 30 до 600 (в благоприятных условиях до 800) м3/га; при вегетационных поливах они должны обеспечить увлажнение корнеобитаемого слоя почвы. Проводить Д. нужно таким образом, чтобы вода равномерно распределялась по полю, не образуя луж и стока. Время наступления стока зависит от водно-физических свойств почвы, крупности капель дождя, его интенсивности (слой дождя в мм в единицу времени) и характера поступления — непрерывное и периодическое (с интервалами 1—8 мин и более). Полив хорошего качества можно получить, если диаметр капель не превышает 1,5—2 мм, а интенсивность меньше фактической проницаемости почвы. Для конкретных условий эти величины обычно определяют опытным путём.

Оросительная система, земельная территория вместе с сетью каналов и др. гидротехнических и эксплуатационных сооружений, обеспечивающих её орошение. В состав О. с. регулярного орошения, кроме земельной территории, входят: головной водозаборный узел — забирает воду из источника орошения (из реки, водохранилища, канала, скважины и т.п.) и предохраняет систему от наносов, шуги (внутриводного льда), мусора (см. Водозаборное сооружение); оросительная сеть; сбросная сеть; коллекторно-дренажная сеть — понижает уровень грунтовых вод и отводит воды и соли за пределы орошаемой территории (см. Дренаж сельскохозяйственных земель); гидротехнического сооружения — регулируют забор воды (шлюзы-регуляторы, подпорные сооружения и др.) и распределение её по орошаемой площади; эксплуатационные сооружения — дороги, устройства для наблюдения за мелиоративным состоянием орошаемых земель и др.; лесополосы и пр.

О. с. могут быть: с самотёчным водозабором — вода в каналы поступает из источника орошения самотёком, и с механическим водоподъёмом — подача воды насосной станцией. По конструкции они подразделяются на открытые, закрытые (трубчатые) и комбинированные. Открытые О. с. наиболее распространены; они имеют каналы в земляном русле (обычно с противофильтрационной защитой из бетона, железобетона, асфальта, синтетических материалов) или лотковые каналы. К открытым относятся и рисовые системы, вся площадь которых разбита земляными валиками на карты, а карты на более мелкие участки — чеки (4—10 га). Закрытые О. с. — стационарные, полустационарные и передвижные; каналы в них заменены трубопроводами (обычно подземными). В стационарных системах все звенья стационарные. Техника полива — дождевание (дальнеструйные или среднеструйные дождевальные аппараты, которые закрепляют на поливных трубопроводах). При орошении долголетних культурных пастбищ О. с. может состоять из насосной станции на реке или буровой скважины и дождевальной установки, например типа «Фрегат». Полустационарные О. с. обычно имеют постоянные распределительные и разборные поливные трубопроводы, к которым подсоединяют поливные шланги или дождевальные крылья. В передвижных системах все трубопроводы разборные. Закрытые О. с. обеспечивают высокий кпд системы (отношение расхода воды, поданного на орошаемую территорию, к расходу, забираемому из источника орошения); не ухудшают мелиоративного состояния орошаемого массива, дают возможность экономно расходовать воду, обеспечивают высокий коэффициент земельного использования и использования машин и механизмов на полях, позволяют легко автоматизировать распределение воды по участкам (программное управление), в том числе со сложным рельефом. В то же время закрытые О. с. характеризуются высокой стоимостью строительства, большими эксплуатационными затратами и более сложной эксплуатацией.

Крупные комбинированные О. с. состоят обычно из открытых магистрального канала и межхозяйственных распределителей, чаще с бетонированными руслами и трубчатой внутрихозяйственной оросительной сетью; техника полива различная (дождевание, по бороздам и т.п.). Примером комбинированной системы является Верхнесамгорская в Грузии (площадь орошения 100 тыс. га). Кроме О. с. регулярного орошения, существуют системы лиманного орошения и оросительно-обводнительные (обводнительно-оросительные; см. Обводнение). Конструкцию О. с. устанавливают на основании технико-экономические сопоставления вариантов для конкретных условий проектирования. Эксплуатацию межхозяйственных систем в СССР осуществляют бассейновые, областные районные управления их и управления межрайонных каналов, а внутрихозяйственных систем — гидроотделы совхозов и ирригационные секторы колхозов.

Добавить комментарий

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

Adblock detector