Орошение сельскохозяйственных культур дождевальными машинами

Нос- количество осадков, выпавших за вегетационный период данной культуры, мм

µ- коэффициент использования осадков;

Wн-запас влаги в расчетном слое почвы в начале вегетационного периода, м3/га;

Wк-то же в конце вегетационного период, м3/га;

Wг-количество воды, поступающее в расчетная слой почвы по капиллярам от грунтовых вод за вегетационный период, м3/га.              Различают оросительную норму нетто (Мн) и оросительную норму брутто (Мбр).

Оросительная норма нетто не учитывает потери воды на фильтрацию через стенки и дно каналов, на испарение, утечку через соединения труб и т.д., поэтому из источника орошения нужно брать воды больше на величину этих потерь.

Потери воды учитываются коэффициентом полезного действия (η) оросительных систем, который равен для закрытых 0,9-0,95 и открытых 0,6-0,8. Отсюда норма брутто определяется:

Мбр= Мн/η, м3/га       (7)

Поскольку потребность растений в воде на протяжении вегетационного периода неодинакова и частично удовлетворяется выпадающими осадками, оросительную норму следует подавать в засушливые периоды на поле не сразу, а частями.

Поливная норма (m) – количество воды, которое необходимо подать на 1 га за один полив. Определяется по формуле:

m= 100 hdv(βmax- βmin), м3/га       (8)

где: h- глубина активного слоя почвы, м;

dv-объемная масса расчетного слоя почвы, т/м3;

βmax- влажность в % к массе сухой почвы, принимают равной НВ;

βmin- влажность в % к массе сухой почвы, соответствующая нижнему пределу увлажнения.

Поливные нормы и сроки полива сельскохозяйственных культур определяются графоаналитическим способом, разработанным академиком А.Н. Костяковым.

Балансовые расчеты обеспеченности влагой каждой сельскохозяйственной культуры, входящей в севооборот ведут по следующей форме (табл. 5.1, 5.2, 5.3).

По полученным расчетным данным на миллиметровке строятся графики, при помощи которых определяются нормы и сроки поливов орошаемых культур.

 

Таблица 5.1 Балансовый расчет обеспеченности влагой. Огурцы.

№	Показатели	Месяцы, декады вегетационного периода
		май		июнь			июль			Август
		2	3	1	2	3	1	2	3	1
1	Нос - атмосферные осадки, м3/га	100	110	130	150	180	210	210	200	180
2	µ - коэффициент использования осадков	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,8	0,8	0,8	0,8
3	Приход от осадков, м3/га	90	99	117	135	162	168	168	160	144
4	Приход от грунтовых вод, м3/га	44,4	44,4	44,4	44,4	44,4	44,4	44,4	44,4	44,4
5	h - глубина активного слоя почвы, м	0,2	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45	0,45	0,45
6	Δh - прирост глубины актив. слоя почвы, м	-	-	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	-	-
7	Приход влаги от углубления, м3/га (W =100 Δh dv βф)	-	-	110,5	110,5	110,5	110,5	110,5	-	-
8	Итог прихода	134,4	143,4	271,9	289,9	316,9	322,9	322,9	204,4	188,4
9	Максимальный допустимый запас влаги, м3/га (Wmax =100 h dv βmax)	519,5	519,5	649,4	779,2	909,09	1038,9	1168,8	1168,8	1168,8
10	Минимальный допустимый запас влаги, м3/га (Wmin =100 h dv βmin)	364,08	364,08	455,1	546,12	637,14	728,16	819,18	819,18	819,18
11	Распределения водопотребления, %	6,1	9,1	12,3	14,5	15,3	14,1	11,7	9,6	7,1
12	Общая величина водопотребления, м3/га			3	8	4	0
13	Декадное водопотребление, м3/га	243,3	349,4	472,3	556,8	587,5	541,4	449,3	368,6	272,6
14	Фактический баланс влаги в почве, м3/га	-99,9	-206	-200,4	-226,9	-270,6	-218,5	-126,4	-164,2	-84,2

Таблица 5.2 Балансовый расчет обеспеченности влагой. Капуста средняя

№	Показатели	Месяцы, декады вегетационного периода
		май		Июнь			июль			август
		2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
1	Нос - атмосферные осадки, м3/га	100	110	130	150	180	210	210	200	180	180	170
2	µ - коэффициент использования осадков	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,8	0,8	0,8	0,8	0,7	0,7
3	Приход от осадков, м3/га	90	99	117	135	162	168	168	160	144	126	119
4	Приход от грунтовых вод, м3/га	36,4	36,4	36,4	36,4	36,4	36,4	36,4	36,4	36,4	36,4	36,4
5	h - глубина активного слоя почвы, м	0,2	0,25	0,3	0,4	0,45	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
6	Δh - прирост глубины актив. слоя почвы, м	-	0,05	0,5	0,1	0,05	0,05	-	-	-	-	-
7	Приход влаги от углубления, м3/га (W =100 Δh dv βф)		110,5	110,5	220,9	110,5	110,5	-	-	-	-	-
8	Итог прихода	126,4	245,9	263,9	392,3	308,9	314,9	204,4	196,4	180,4	162,4	155,4
9	Максимальный допустимый запас влаги, м3/га (Wmax =100 h dv βmax)	519,48	649,4	779,22	1038,9	1168,8	1299	1299	1299	1299	1299	1299
10	Минимальный допустимый запас влаги, м3/га (Wmin =100 h dv βmin)	364,08	455,1	546,12	728,16	819,2	910	910	910	910	910	910
11	Распределения водопотребления, %	8,5	9,7	10,6	11,8	12,7	11,5	10,3	8,5	7,0	5,5	3,9
12	Общая величина водопотребления, м3/га					3	6	0	0
13	Декадное водопотребление, м3/га	306	349,2	381,6	424,8	457,2	414	370,8	306	252	198	140,4
14	Фактический баланс влаги в почве, м3/га	-179,6	-103,3	-117,7	-32,5	-148,3	-99,1	-166,4	-109,6	-71,6	-35,6	15

Таблица 5.3 Балансовый расчет обеспеченности влагой. Морковь

№	Показатели	Месяцы, декады вегетационного периода
		май			Июнь			июль			август			сентяб
		1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1
1	Нос - атмосферные осадки, м3/га	90	100	110	130	150	180	210	210	200	180	180	170	140
2	µ - коэффициент использования осадков	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,8	0,8	0,8	0,8	0,7	0,7	0,7
3	Приход от осадков, м3/га	81	90	99	117	135	162	168	168	160	144	126	119	98
4	Приход от грунтовых вод, м3/га	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8	30,8
5	h - глубина активного слоя почвы, м	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,55	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
6	Δh - прирост глубины актив. слоя почвы, м	-	0,05	0,05	0,1	0,1	0,05	0,05	-	-	-	-	-	-
7	Приход влаги от углубления, м3/га (W =100 Δh dv βф)	-	110,5	110,5	220,9	220,9	110,5	110,5	-	-	-	-	-	-
8	Итог прихода	111,8	231,3	240,3	368,7	368,7	303,3	309,3	198,8	190,8	174,8	156,8	148,8	228,8
9	Максимальный допустимый запас влаги, м3/га (Wmax =100 h dv βmax)	519,5	649,4	779,2	1038,9	1298,7	1428,6	1558,4	1558,4	1558,4	1558,4	1558,4	1558,4	1558,4
10	Минимальный допустимый запас влаги, м3/га (Wmin =100 h dv βmin)	364	455	546,12	728,16	910,2	1001	1092	1092	1092	1092	1092	1092	1092
11	Распределения водопотребления, %	1,0	3,0	6,0	9,0	10,0	11,0	12,0	13,0	11,0	10,0	8,0	4,0	2,0
12	Общая величина водопотребления, м3/га						4	6	2	0
13	Декадное водопотребление, м3/га	46,2	138,6	277,2	415,8	462	508,2	554,4	600,6	508,2	462	369,6	184,8	92,4
14	Фактический баланс влаги в почве, м3/га	65,6	92,7	-36,9	-47,1	-75,3	-204,9	-245,1	-401,8	-317,4	-287,2	-212,8	-35	36,4

 

 

5.3 Расчет и построение  графиков поливов (гидромодуля)

После определения норм, сроков и числа поливов составляю ведомость полива сельскохозяйственных культур, входящих в севооборот. Рассчитываю значения гидромодуля, т.е. расхода воды, выраженного в литрах в секунду и подаваемого на один осредненный гектар (нетто) орошаемого севооборота.

Значение гидромодуля может быть определено двумя методами:

1. По удельному расходу воды, отнесенному к единице орошаемой  площади, т.е. на осредненный гектар  данного севооборота, включая все  культуры в определенном процентном соотношении;

2. По секундному расходу, потребному  на всю площадь культуры в  гектарах данного севооборота.

Метод расчета гидромодуля по удельному расходу воды наиболее распространен, так как позволяет разрабатывать режим орошения, когда еще не имеется точных данных о размерах орошаемой площади в гектарах по каждой культуре, окончательно не установлен севооборот. Значение ординаты гидромодуля (q) определяется по формуле:

, л/с·га,                                             (10),

где: m - расчетная поливная норма, м3/га;

       α - доля площади, занимаемой данной сельскохозяйственной  культурой в севообороте, которая  определяется отношением:

α= ωк/ωнт,                                                      (11),

где: ωк- площадь нетто занимаемая данной культурой в севообороте, га;

ωнт- общая орошаемая площадь нетто севооборота, га;

       86,4- переводной  коэффициент, учитывающий число  секунд в сутках (86400 с);

       t - поливной период  в сутках.

Оптимальная продолжительность поливных периодов колеблется от2 до 3-8 суток в том числе для овощных и картофеля-3-6суток, определяем гидромодуль всех поливов каждой культуры. Результаты расчета записывают в ведомость полива сельскохозяйственных культур (неукомплектованный и укомплектованный график)

Суммирование гидромодулей культур орошаемого севооборота за каждый день вегетационного периода, по предложению академика А.Н. Костякова, выполняют графики, т.е. составляют графики гидромодуля: неукомплектованный, а затем на его основе укомплектованный (рис. 4).

Полив по неукомплектованному графику гидромодуля практически невозможен еще и потому, что в соответствии с колебанием ординат гидромодуля должно изменится и потребное количество поливальщиков, пропашных и дождевальных агрегатов для своевременной послеполивной культивации и полива.

Таким образом, полив по неукомплектованному графику экономически не выгоден, технически и организационно неприемлем.

В связи с этим построенный неукомплектованный график поливов должен быть укомплектован, т.е. поливные периоды или сокращают или увеличивают, сроки поливов передвигают так, чтобы срезать пики на графике и заполнить провалы.

Укомплектование графика производится по величине гидромодуля ведущей культуры или по величине средневзвешенного гидромодуля (qср. взв.):

л/с·га,(12),

где:  Т0 - поливной сезон культуры с максимальным периодом вегетации.

Зная qср. взв., находят продолжительность полива:

, дней (13).

 Результаты подсчета сводят  в ведомость полива (таблица 10)  и строят укомплектованный график (рис. 4). Чем ровнее ординаты графика, тем выше технико-экономические показатели режима орошения.

 

6. Подбор дождевального оборудования.

Все разнообразие имеющихся в каталоге дождевальных машин можно объединить в четыре группы, отличающиеся друг от друга, как по характеру работы, так и по характеру поступления воды в агрегаты:

1. Дождевальные агрегаты, работающие  позиционно и забирающие воду  непосредственно из открытых  оросительных каналов. К ним относятся  все дальнеструйные дождевальные машины (ДД-70, ДДН-100 и др.).

2. Дождевальные агрегаты, работающие  в движении и забирающие воду  из открытых каналов (двухконсольный  дождевальный агрегат ДДА-100 МА, ЭДМФ  «Кубань»).

3. Дождевальные агрегаты, работающие  в движении с забором воды  из закрытой оросительной сети («Фрегат»).

4. Дождевальные машины позиционного  действия, работающие от напорной  сети (ДКШ-64 «Волжанка», ДФ-120 «Днепр», возможна  работа ДДН-70 и ДДН-100).

Для первых двух групп машин при механическом водоподъеме насосная станция, установленная на берегу водоисточника, подает воду на самую высокую точку орошаемой территории в гидрант – водовыпуск, оттуда вода самотеком поступает в сеть постоянных и временных оросительных каналов.

На системах с самотечным водозабором оросительная вода поступает непосредственно из водоисточника в магистральный канал, расход которого регулируется с помощью водозаборного сооружения (узла). Из магистрального канала вода самотеком поступает в распределительные и каналы более низкого порядка.

Для третьей и четвертой групп дождевальных машин необходима насосная станция с таким расходом и напором, чтобы она могла обеспечить нормальную работу выбранного агрегата в любой части орошаемого массива.