Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур

        

      Требования, предъявляемые к  дождевальным устройствам. При поливе дождеванием    интенсивность    дождя     не    должна   превышать   скорости впитывания воды в почву, чтобы не повреждались цветы, завязи и листья растений. При поливе на тяжелых почвах она должна быть не более 0,06...0,15 мм/мин, на средних — 0,10...0,25 и на легких — 0,15...0,45 мм/мин. Оптимальная интенсивность дождя 0,06...0,15 мм/мин. Диаметр капель дождя не должен превышать 1...2 мм.

      Дождевальные  устройства при максимальной экономичности, минимальной металлоемкости и энергоемкости должны равномерно распределять по орошаемому полю заданные поливные нормы, не допуская при этом стока воды; обеспечивать высокий коэффициент земельного использования, внесение удобрений одновременно с поливом и высокую производительность труда; иметь высокую эксплуатационную надежность, маневренность и проходимость, а также длительный срок службы.

      Качество  дождя характеризуется его интенсивностью, диаметром дождёвых капель, равномерностью полива и силой их удара о почву и растение. Чем меньше диаметр капель и интенсивность дождя, тем меньше он разрушает структуру почвы, тем лучше впитывается вода, создавая условия аэрации во время полива. И наоборот, при крупных каплях и большой интенсивности дождя структура почвы сильно разрушается, на поверхности поля быстро образуются лужи и сток воды, а после полива—почвенная корка. Скорость впитывания воды в почву при дождевании меньше, чем при поверхностном поливе. Качество дождя характеризуется коэффициентом равномерности полива К_р, который должен быть больше 0,7…0,8.

      Наибольшей  силой удара обладают капли дождя дальнеструйных аппаратов, которые больше разрушают структурные комочки почвы, чем капли короткоструйных аппаратов. 
 

      

      

      

      Система дождевания. В систему дождевания входят: насосно-силовое оборудование, водоподводящие распределительные и поливные трубы,

      дождевальные  аппараты и машины. Системы дождевания по принципу работы делят на стационарные, полустационарные и передвижные.

      В стационарных системах все элементы,    кроме    дождевальных     аппаратов, занимают постоянное положение. Такие системы используют в парниках и теплицах, для орошения горных склонов, высокорентабельных сельскохозяйственных культур.

      В передвижных системах все элементы в процессе полива перемещаются. Например, закончив подачу воды на одной позиции, насосная станция перевозится вместе с трубопроводами на другую, где подает воду в переносные или передвижные дождевальные установки или машины. Например, комплекты ирригационного оборудования «Сигма», «Радуга» и др.

      Полустационарные  дождевальные системы  получили наибольшее распространение. На этих системах насосные станции и транспортирующие трубопроводы, как правило, стационарные, а дождевальные машины и установки, дождевальные трубопроводы — передвижные.

      Импульсное  дождевание. Синхронное импульсное дождевание — одно из новых, прогрессивных технологических направлений в дождевании для получения максимального рассредоточения поливного тока. Отличительная

особенность этого способа — подача воды на орошаемый участок в полном соответствии с водопотреблением сельскохозяйственных культур на протяжении всей вегетации. Это достигается за счет максимального рассредоточения поливного тока по системе и  значительного   радиуса   действия дождевателей (30 м и более) при небольших подводимых расходах (до

0,1 л/с). Импульсные аппараты работают одновременно на всей площади в режиме непрерывночередующихся пауз накопления в гидропневмоаккумуляторах и периодов выплеска воды под действием сжатого воздуха. Для обеспечения подачи воды, равной водопотреблению

      

        

сельскохозяйственных растений, продолжительность пауз накопления может быть в 50...200 раз больше периодов  выплеска    воды.   Средняя    интенсивность     дождя     при      этом        составляет 0,01.-0,02 мм/мин.

      Оросительная  сеть состоит  из насосной станции, распределительных стальных труб диаметром 50...80 мм и поливных полиэтиленовых импульсных дождевателей, средств управления и при необходимости подкормщика.

      Мелкодисперсное дождевание (аэрозольное  увлажнение). Один из новых способов орошения, начинающих получать применение для эффективного регулирования микроклимата приземного слоя воздуха. Сущность этого способа заключается в периодическом смачивании листовой поверхности растений мелкодиспергированной водой (диаметр капель не более 500 мкм), которая не скатывается с листа на почву, а испаряется, охлаждая при этом и лист, и воздух. Это делают, когда температура воздуха превышает физиологически оптимальную для развития растений.

      Поливы  этим способом можно осуществлять всеми  опрыскивателями для борьбы с вредителями и болезнями растений.

      Стационарные  системы мелкодисперсного дождевания состоят из насосной станции, сети трубопроводов и мачт высотой 9...25 м, на которых монтируют шланги с распиливающими форсунками.Мелкодисперсное орошение существенно увеличивает фотосинтез растений и их урожай в жаркие годы при незначительных затратах оросительной воды.

      Перспективные районы и эффективность  дождевания. Дождевание   можно  применять  во  всех  зонах  страны,  однако экономически наиболее целесообразно в зонах недостаточного и избыточного увлажнения, где поливы восполняют недостаток естественных дождей (Украина, Северный Кавказ, Поволжье, Нечерноземье и др.). Опыт показал, что орошение дождеванием везде эффективно. Передовики орошаемого земледелия выращивают высокие урожаи сельскохозяйственных культур и быстро окупают все затраты на орошение дождеванием.

     

     

     

     

2.ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ  УСЛОВИЯ

Уфимский  район находится в центральной  части республики Башкортостан. Районным и республиканским центром является город Уф, Общая площадь района составляет 136777 га, в том числе пашни 78 812 га.

В состав района входят: 3 ассоциации крестьянских хозяйств

      По  климатическим условиям большая  часть территории района

расположена в IV агроклиматической зоне и незначительная площадь в V. Четвертая агроклиматическая зона характеризуется самым теплым засушливым климатом. Для климатической характеристики района приводятся средние

данные  многолетних наблюдений Уфимской метеостанции.

Температура воздуха:

-    среднегодовая +2,8 °С;

-    среднемесячная самого холодного месяца (январь)-14,3°С;

-    среднемесячная самого теплого  месяца (июль) +19°С,

-    абсолютный минимум-48 °С;

-    абсолютный максимум +35 °С.

Осадки  выпадают неравномерно, но общий характер их распределения, за исключением отдельных  лет, благоприятен для произрастания сельхозкультур. Наибольшее количество осадков выпадает в августе месяце - 53 мм, самое наименьшее в феврале -12 мм. Среднегодовое количество осадков составляет 491 мм.

Сумма осадков за период с температурой выше 10 °С в среднем 197 мм. Общее количество тепла за этот  период  2200-2300   °С.   Этого   количества  тепла   достаточно   для   созревания   основных сельхозкультур.

Наступление периода со среднесуточными температурами  выше О °С приходится на первую декаду апреля   и   обычно   совпадает   с     процессами   снеготаяния.   Продолжительность   периода   со среднесуточной температурой выше О °С 197-204 дня.

Весенние  заморозки прекращаются во второй декаде мая, но в отдельные годы могут продолжаться до первой декады июня. Осенние заморозки, как правило, начинаются во второй декаде сентября. Безморозный период в среднем составляет 120 дней. Глубина промерзания  почвы зависит от мощности  снежного  покрова и увлажнения  почвы.

Избыточно увлажнённые почвы при промерзании  сильно цементируются и становятся почти непроницаемыми для воды. Сильно увлажненные почвы промерзают и оттаивают значительно медленнее, чем слабо увлажненные. Максимальное промерзание почвы наблюдается в конце марта.

Средняя многолетняя глубина промерзания  почвы 70-85 см. Зимние осадки сравнительно медленно накапливаются с конца ноября и достигают наибольшей мощности в марте,  средняя высота снежного покрова 45см.  Продолжительность периода  с устойчивым снежным покровом 140 дней.

В  зависимости  от  погодных  особенностей  весны того   или  иного   года  сроки  наступления физической спелости почвы могут быть различны, н чаще всего они наступают 25 апреля.

Преобладающими  ветрами на территории района являются ветры южного направления.

В целом  территория района по условиям рельефа вполне пригодна для сельскохозяйственного производства и применения сельхозтехники, за ис ключением отдельных сильнопокатых и крутых склонов, где сильно выражены процессы водной эрозии 
 

     3. РАСЧЕТ РЕЖИМА  ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ  КУЛЬТУР В СЕВООБОРОТЕ 
 

     Орошение — это искусственное увлажнение почвы. Применяется оно там, где естественного увлажнения почвы атмосферными осадками недостаточно для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Орошение обеспечивает наиболее благоприятные для произрастания растений водный и связанные с ним питательный, воздушный, тепловой, солевой и микробиологический режимы почвы.

     Орошение  наиболее распространенный вид мелиорации. Производство таких  важных   культур, как хлопчатник и рис, вообще невозможно без орошения. Велика его роль и в производстве зерновых и кормовых культур.

Особое  значение имеет орошение сточными водами, при котором, помимо увлажнения почвы, решаются еще две задачи — внесение в почву вместе с водой значительного количества необходимых для растений питательных веществ и уменьшение затрат на очистку сточных вод. Орошение сточными водами называют удобрительным.

       Совокупность сроков, норм и количества  поливов, обеспечивающих    необходимый для сельскохозяйственных культур водный режим в почве, составляет режим орошения. Устанавливают его расчетным путем в соответствии с биологическими особенностями растений, климатическими, почвенными и гидрогеологическими условиями орошаемого участка, способом и техникой полива, технологией возделывания культур и т. д.

     При разработке режима орошения требуется:

1. рассчитать оросительные нормы;

   

2. определить  поливные нормы и их количество;
3. установить сроки и продолжительность поливов;
4. построить неукомплектованный и укомплектованный графики поливов;

 
 

1. Расчет  оросительной нормы

 

     Оросительная  норма (М_ор) или дефицит водного баланса – это количество воды в м³ на 1 га, которое необходимо дать растениям при поливах за весь вегетационный период, т. е. разница между суммарным водопотреблением и естественными запасами влаги в почве.

     Водопотребление сельскохозяйственных культур меняется в течение вегетационного периода. Расход почвенной влаги через  транспирацию и испарение с поверхности почвы за вегетационный период составляет суммарное водопотребление (Е).

     Оросительную  норму можно определить из уравнения  водного баланса:

     М_ор=Е-Р_ос-W_г-(W_п-W_у)+П,                            (3.1.1)

     где Е -  суммарное водопотребление, м³/га; 

           Р_ос – сумма полезных осадков за вегетацию, м³/га;