Мелиорация

 

Для орошения поля необходимо иметь значительный запас воды, поэтому при наличии вблизи оврага, балки или ручья поперек них строят плотину и устраивают пруд.

Пруды, построенные на логах, балках, оврагах, пополняются водой главным  образом за счет атмосферных осадков, стекающих с прилегающей к  пруду территории; частично они могут  наполняться и водой из ключей. Устраивать пруд можно только после предварительных изысканий.

Выбор места под пруд. Пруд должен иметь достаточную водосборную  площадь, глубина водоема должна быть не менее 3-4 метров. Место для расположения пруда должно обладать большой емкостью при минимальных зеркале (поверхности) воды и размерах плотины. Эти условия дают наименьшие стоимость строительства плотины и площадь затопления земель.

Дно и берега пруда должны состоять или подстилаться непроницаемыми или  малопроницаемыми для воды грунтами (глиной, суглинком). Если подстилаемым материалом является песок, то вода держаться не будет. Берега не должны быть слишком крутыми или пологими: крутые — легко размываются, отчего пруд быстро мелеет; при слишком пологих--пруд будет иметь много мелких мест, начнет зарастать травой, увеличится его обмеление, будет портиться вода.

Выше плотины не должно быть действующих  оврагов, так как при их размыве  пруд будет быстро занесен размытым грунтом и скоро обмелеет. Желательно, чтобы выше пруда или на его  дне были родники, пополняющие его свежей водой.

Выбор места под плотину. Плотину  следует располагать в самом  узком месте балки, ручья или  оврага. Здесь она будет иметь  меньшую длину и для ее сооружения потребуется меньше земляных работ. Берега не должны быть очень крутыми и размытыми. Не следует выбирать место для плотины при слишком пологих берегах, так как это повлечёт за собой увеличение земляных работ. При крутых отвесных берегах насыпь плотины легко дает трещины вдоль крутого берега, что часто приводит к размыву насыпи. Для плотины надо выбирать такое место, чтобы поднятая вода затапливала и подтопляла возможно меньшую, расположенную около нее площадь.Под плотиной не должно быть родников, а также выходов на поверхность грунтовых вод.  

Водоём, по возможности, должен быть расположен близко к населённому пункту, орошаемому участку, животноводческой ферме. Орошаемый  участок должен иметь незасолённые, несолонцеватые и не подверженные заболачиванию  земли, с уклоном не больше 0,02 и снабжаться, по возможности, водой из водоёма самотёком и, в крайнем случае, поднятием воды насосной станцией. Грунтовые воды на участке должны залегать от поверхности земли не глубже 3 - 5 м.

Гидравлический расчет водоема

Перед постройкой пруда надо определить примерные его размеры, необходимый объем воды, высоту, площадь основания и величину откосов плотины.

Воду из пруда нельзя забирать полностью. В нем всегда должен находиться так  называемый мертвый запас воды. Он необходим для предохранения  пруда от промерзания зимой и высыхания летом.

   

 

 

Расчетная часть

Гидравлический объем  водоема 

Расчет водоемов

, где  -слой поверхностного стока в год 80% обеспеченности. Определяется экспериментально, либо в таблицах.

 

      Вычислим мертвый объем водохранилища. Мертвый объем водохранилища - часть полного объема водохранилища, которая в нормальных условиях работы не используется для регулирования стока.

Мертвый объем водохранилища  размещается между отметками  дна водохранилища и уровнем мертвого объема водохранилища.

Площадь водного  зеркала с учетом пропорции равна 3,5 Га

Суммарный объем воды равен 56000

Зная величину слоев мертвого запаса воды, фильтрации и испарения, можно определить общий объем пруда и размеры плотины:

Вычислим полный объем  водоема

Построим график зависимости  между отметкой горизонта и площади  водного зеркала,  а также зависимость  между отметкой горизонта воды от суммарного объема воды.

По графику  найдем .

 

)=615440-(45440+54366,5)=515673,5

Земляная плотина—плотина, выполненная в основном из глинистых, песчано-глинистых, песчаных и т. п. местных грунтов. В основании  земляной плотины допускаются различные  грунты — от несжимаемых прочных  до сильно сжимаемых малопрочных. Земляные плотины как правило, глухие — без перелива воды через ее гребень. Поперечное сечение (профиль) земляной плотины имеет трапецеидальное или близкое к нему очертание. Основные элементы земляной плотины: тело плотины, противофильтрационные устройства, ограничивающие скорость фильтрационного потока и потери воды через тело и основание плотины, дренажные устройства, принимающие фильтрационную воду в нижний бьеф, и покрытия верхового, низового откосов и гребня, предохраняющие их от разрушающего действия воли, атмосферных осадков, ветра и пр.

Основные параметры  земляной плотины: максимальная высота (уклон откосов(ƴ=3-откос мерт., ƴ=2-сухой откос), выражается обычно отношением высоты к горизонтальной проекции откоса, например 1:3, 1 : 2,5 и т. д.), ширина по гребню, превышение гребня над. Н. П. У. и объем тела плотины. Гребень плотины обычно используется для устройства автомобильной или железной дороги, размеры которых назначают, руководствуясь требованиями соответствующих нормативных документов.

Z=(0,4-1)+(1-1,5)+(0,5-1,0)=1,9-3,5=2,2 м, найдем

b=6

       По применяемым материалам и конструкции различают 6 основных типов земляных плотин. Однородная земляная плотина (1-й тип) состоит из одного и того же грунтового материала — песка, супеси, суглинка, глины. Неоднородная земляная плотина (2-й тип) возводится из разнообразных грунтов, начиная с суглинков или глин до гравелисто-щебенистых с расположением более мелкозернистых к верховому, а крупнозернистых к низовому откосу, или мелкозернистых в центральной части, а более крупных — к откосам. 3. п. могут иметь противофильтрационные устройства в виде экрана (3-й тип) или ядра (4-й тип). Ядро или экран делаются из естественного мелкозернистого материала (суглинка, супеси, а иногда торфа) или из искусственной смеси разных грунтов (напр., жирный суглинок и гравелисто- галечниковый грунт, супесь и жирная глина и др.). Основные части плотины — упорные призмы — выполняются из самых разнообразных крупнозернистых материалов и в частности из камня (в последнем случае плотина называется каменно- земляной).   Между ядром или экраном и призмами при резко различной крупности материалов устраиваются переходные зоны в виде обратных фильтров, состоящих из 1—3 слоев постепенно укрупняющегося к откосам материала. 3. п. могут выполняться с экраном или диафрагмой из железобетона, бетона, металла, дерева и др. материалов (5-й и 6-й типы). Экран или диафрагма (ядро) применяется, если тело плотины образуется из водопроницаемых, крупнозернистых материалов (песка, песчано-гравелистого грунта, гравия).

 

Способы и техника  полива. К способам полива предъявляются следующие. требования: а) сохранять комковатую структуру и не вызывать смыва почвы; б) обеспечивать максимальное полезное использование воды без сброса её с полей и без фильтрации в глубокие слои; в) не стеснять механизации с.-х. работ на орошаемых полях; г) повышать производительность труда на поливах. Способы полива должны соответствовать водопроницаемости почвы, рельефу поверхности и характеру культур. Существуют 3 основных способа полива, различающихся особенностями распределения воды по орошаемому полю и увлажнению почвы: 1) поверхностный полив, при к-ром вода распределяется самотёком по поверхности орошаемого поля; 2) дождевание, при к-ром вода разбрызгивается в виде дождя над орошаемым полем и р-ниями; 3) подпочвенное О., при к-ром вода подаётся в увлажняемый слой почвы по специально проложенным в почве трубам.    111Поверхностный полив наиболее распространён и доступен; вода распределяется по полю самотёком. Главные недостатки этого способа: относительная трудность подачи малых поливных норм и опасность преувеличенных затрат воды и потерь воды в глубокие слои почвы; трудность равномерного распределения воды при сложном рельефе; необходимость планировки и выравнивания полей; большая затрата труда на полив; для уменьшения её нужна автоматизация и механизация поливов. Дождевание позволяет применять самые малые поливные нормы, лучше сохраняет структуру почвы, увлажняет не только почву, но и вегетативные органы растений и приземный слой воздуха. Дождевание позволяет осваивать земли со сложным рельефом, не даёт глубокого промачивания почвы, что очень важно при орошении земель с б. или м. близкими грунтовыми водами и засолёнными почвами.Подпочвенное орошение сохраняет структуру почвы, предохраняет почвы от смыва, уменьшает потребность в планировке и в рыхлении почвы после поливов, однако техника такого О. разработана ещё недостаточно.                              111Полив по бороздам представляет собой основной способ при поверхностном поливе большинства культур, гл. обр. широкорядных, для культур узкорядного посева (зерновые хлеба, травы) применяется также полив по полосам. Полив затоплением не удовлетворяет вышеуказанным требованиям и допускается только при культуре риса с непрерывным затоплением.                                                                                                             111Полив по бороздам осуществляется двояко: а) по проточным бороздам, в каждую из к-рых подаётся небольшая струя воды, к-рая при движении по борозде постепенно впитывается в почву; б) по тупым бороздам, наполняемым нужным количеством воды, к-рая затем и поглощается почвой. Борозды д. б. глубокими(15 - 25 см), чтобы лучше сохранять структуру почвы. Полив по бороздам должен производиться без сброса. Для этого нужно соблюдение след. условий. Если длина борозды равна l метрам, расстояние между осями борозд а метрам, поливная норма эквивалентна слою воды га метрам, расход воды, подаваемой в каждую борозду, q м³/сек и продолжительность подачи воды в борозду Т секунд, то необходимо, чтобы qT=mal. При поливе движущейся струёй воды необходимо, чтобы скорость течения и расход воды в борозде соответствовали скорости и количеству поглощения воды на длине борозды. Для этого д. б. определённая связь расхода воды g, подаваемой в борозду, с водопроницаемостью почвы, длиной и уклоном борозды. Чем меньше водопроницаемость почвы и длина борозды, тем меньше д. б. величина q; в соответствии с этим при поливе движущейся струёй воды в каждую борозду даётся расход q от 0,2 до 0,9 л/сек.

Полив по сквозным проточным бороздам применяется при уклонах борозд от 0,002 до 0,015. Чем больше уклон борозд I, тем меньше д. б. расход воды, чтобы не было размыва почвы и сброса воды; лучший уклон борозд около 0,005.

 Полив по сквозным проточным  бороздам

     Поливная  норма

     Рассчитаем технику полива по бороздам люцерны на сено, занимающий в полевом севообороте одно поле (n=1), при продольной схеме размещения элементов временной оросительной сети. Площадь поля равно w= 32 га (800х400), ширина междурядий а=0,7 м, почвы средней водопроницаемости, продолжительность полива 3 суток, полив круглосуточный, поливная норма m=м3/га.

 

 

Расчет начинается со старшего звена в последовательном порядке, т.е. участкового распределителя и кончая поливной бороздой.

       Из участкового распределителя поливается одна культура. Следовательно, распределитель должен обеспечить подачу воды в необходимом количестве, с таким расчетом, чтобы культура, занимающее одно поле за 3 суток получила поливную норму.

Этим определяется расчетный  расход распределителя при круглосуточной работе, который будет равен

  

      Временный ороситель в зависимости от размеров его поперечного сечения и уклона дна может пропускать расход =20…..80 л/с.

 зависит от числа одновременно  работающих временных оросителей  ( и от общего их количества )

Общее количество временных оросителей ), обслуживающих поле шириной В=400 м, определяется из условия, что расстояние между временными оросителями в зависимости от рельефа местности может быть от 70 м до  200м. Число одновременно работающих временных оросителей должно быть кратно их общему числу.

При расстояние между  временными оросителями 100 м общее  число временных оросителей

Примем число одновременно работающих временных оросителей =2, тогда расход со временных ороситель будет

,

что соответствует допустимому диапазону расходов во временный ороситель.

Число очередей в работе временных оросителей:

 

Продолжительность работы временного оросителя:

Площадь обслуживаемая  одним временным оросителем:

Длина временного оросителя  равна длине поля, но рабочая ее часть заканчивается у последней выводной борозды, а хвостовая часть временного оросителя служит для сброса воды:

Длина выводной борозды  равна расстоянию между временными оросителями т.е. 100 м.

Расстояние между выводными бороздами равно длине поливных борозд т.е. На почвах средней водопроницаемости, при спокойном рельефе, с уклоном i<0,005 длина может быть от 200 до 250 м.

Примем  =200м.  Общее число выводных борозд на временном оросителе составит:

 

Расход выводной борозды  должен составлять 10…40 . Исходя из этого, принимаем число одновременно работающих борозд равным 2, тогда .

Число очередей для выводных борозд составит 

Время работы выводной борозды  за одну очередь составит:

 

Сут. =18 ч.

Площадь, обслуживаемая  одной выводной бороздой

Поливная борозда

Длина поливной борозды 

Общее количество поливных борозд( ), питающихся из одной выводной борозды, если

=100м., а ширина междурядий а=0,7м,  будет равно:

/a=100/0.7=143 поливных борозды

Площадь, обслуживаемая  одной поливной бороздой =а* /10000=0,7*200/10000=0,014Га

Время работы  поливной борозды определяется длительностью впитывания заданной поливной нормы в почву.

     По графику  определяем, что заданная поливная  норма m=423,36 впитывается в данную почву за 31,2 мин. Это и будет продолжительностью подачи воды  в поливную борозду или временем работы поливной борозды =31,2 мин.

Расход поливной борозды  находим из равенства объемов воды (V), выраженных через все элементы полива, т.е.

V=m* =m*a* /10000, - объем воды для подачи в поливную борозду при заданной поливной норме m на обслуживаемую ею площадь w=a*l; где 10000 перевод в га, т.к. а и выражены в м, а поливная норма m в /га;

V=Q*t=k* * /1000, - тот же объем воды, выраженный через расход поливной борозды и время , в течение которого этот расход  подается в поливную борозду, где 1000 – перевод расхода из л/c в /c, где k – коэффициент перевода времени   в секунды, т.к . выражено в л/c.

     Если  выражено в минутах, то k =60, тогда, приравнивая выражения объемов воды, получим:

m*a* /10000=60Q /1000 или

m*a* =600 Q ;отсюда расход поливной борозды будет:

/600 ; л/c.

Подставляя значения, находим:

Qп.б. =423,36*0,7*200/600*31,2=3,1 л/c

Число одновременно работающих поливных борозд nп.б.

nп.б.= / =13,065/3,1=4.21≈4

Число очередей в работе  поливных борозд

= / =143/4=35,75≈36

Так как количество очередей должно быть целое число, то принимаем  =36. Тогда первые 35 очередей будет поливаться по 4 борозд(35*4=140) и в последнюю 36 очередь- оставшиеся 3 борозды (143-140=3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

http://www.bibliotekar.ru/poliv/15.htm

http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi?R0pMltxywzg.oo

http://agrolib.ru/rastenievodstvo/item/f00/s01/e0001446/index.shtml