Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур в Мелеузовском районе
Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур
в Мелеузовском районе
Курсовой проект
РЕФЕРАТ
Проект: 48 листов, 13 таблицы, 11 источников, 1 лист формата А1, 1 листа формата А3 и 4 листа формата А4 графического материала
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
МЕЛИОРАЦИЯ, ДОЖДЕВАНИЕ, ДОЖДЕВАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА, РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ, ОРОСИТЕЛЬНАЯ НОРМА, НОРМА ПОЛИВОВ, СРОК И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛИВОВ.
Целью курсового проектирования при изучении дисциплины «Мелиорация и рекультивация земель» является ознакомление с литературой и методикой разработки режима орошения при поливе дождеванием в условиях трехпольного севооборота.
В процессе выполнения курсового проекта были рассмотрены следующие вопросы: определение оросительной нормы, поливных норм и их количества, установление сроков и продолжительности поливов, построение неукомплектованного и укомплектованного графиков поливов, определение потребных напоров в каждой точке центральных опор, расчет насосной станции и построение плана закрытой оросительной сети для Кармаскалинского района.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДОЖДЕВАНИЯ
. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
. РАСЧЕТ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
.1 Расчет оросительной нормы
.2 Расчет нормы поливов и их количество
.3 Сроки и продолжительность поливов
.4 Режим орошения сельскохозяйственных культур в севообороте
. МНОГООПОРНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА «ФРЕГАТ»
. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПОЛЕЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Цель курсового проектирования при изучении дисциплины «Мелиорация земель» является ознакомление с литературой и методикой разработки режима орошения при поливе дождеванием в условиях четырехпольного севооборота.
Важнейшим звеном агропромышленного комплекса является мелиорация земель, призванная обеспечить устойчивость и динамичность развития сельскохозяйственного производства, считать его зависимость от влияния стихийно изменяющихся погодных условий.
Мелиорация (от латинского слова «мелиорацио» - улучшение) - это система организационно-хозяйственных, технических, агротехнических и других мероприятий, направленных на коренное улучшение земель. Она повышает плодородие почвы, улучшает ее водный, воздушный, тепловой и солевой режимы, регулирует микроклимат в приземное слое атмосферы, создает благоприятные условия для роста, развития растений и получения высоких урожаев, а также для производственного использования сельскохозяйственных машин и механизмов[2].
По Костикову А.Н. сельскохозяйственные мелиорации в России представляют собой систему организационно-хозяйственных и технических мелиораций, имеющих задачей коренное улучшение неблагоприятных природных (гидрологических, агротехнических, агроклиматических) условий с целью наиболее эффективного использования земельных ресурсов в соответствии с потребностями хозяйства.
По воздействию на почву и растения различают агротехнические, лесотехнические, химические и гидротехнические мелиорации.
При агротехнической мелиорации плодородие земель повышают правильным выбором глубины и направления вспашки, почвоуглублением, сочетанием вспашки с поделкой глубиной борозд, гряд и валиков, залужением крутых склонов, мульчированием почвы, снегозадержанием и др. Этот вид мелиорации не требует специальных капитальных вложений, так как выполняется обычно машинами и орудиями, уже имеющимися в хозяйствах.[3]
При лесотехнических мелиорациях улучшения земель (движущихся песков, крутых склонов, оврагов и др.) достигают посадкой на них древесной или травянистой растительности в сочетании с древесной.
При химических мелиорациях почвы (содовые солонцы и др.) улучшают внесением извести, гипса, поваренной соли, серной кислоты, синтетического каучука, фосфоритной муки. Для борьбы с зарастанием мелиоративных каналов и прилегающих полей сорной растительностью используют различные гербициды для снижения фильтрации из водоемов и крупных каналов - полимерные материалы.
При гидротехнических мелиорациях повышения плодородия земель достигают изменением их водного режима (орошением, строительством плотин, водохранилищ, осушительных каналов и др.). в степных районах для задержания весенних талых вод устраивают лиманы. В предгорных районах для борьбы с водной эрозией стоят террасы. В засушливых или периодически засушливых (юг и юго-восток РФ), а также в умеренно увлаженных районах при возделывании культур, потребляющих много воды (многолетние травы, овощные и технические культуры), недостаток влаги компенсируют орошением. В избыточно увлаженных районах, главным образом на северо-западе страны и в низинах, избытки воды из почвы отводят с помощью осушительных мелиораций.
Гидротехнические мелиорации требуют значительных капитальных вложений. Поэтому для их проведения необходимо технико-экономическое обоснование. Наибольшую экономическую эффективность мелиорации получают от комплексного их применения: когда орошение сочетается с дренированием земель, а осушение - с периодическим орошением; гидротехнические мелиорации - с правильной организацией труда, высоким уровнем агротехники, внесением необходимых доз удобрений; закрепление крутых склонов и оврагов - с устройством водоотводных каналов и валов, лотков и перепадов с лесными посадками и залужением; устройство прудов и водохранилищ - с орошением земель и рыборазведение; осушение земель - с известкованием почв и комплексом культуртехнических работ; освоение и промывка засоленных земель - с мелиоративной вспашкой, гипсованием, подбором культур-осветителей. Кроме того, для правильного освоения орошаемых, осушаемых и эродированных земель большое значение имеют правильный выбор вида и сорта культур и их чередование в севооборотах обычного и специального назначения, а также экономика и организация сельскохозяйственного производства. [4]
От обычных агротехнических приемов (вспашка, боронование и т.п.), которые поводят ежегодно, мелиорация отличается, прежде всего, длительным и коренным воздействием на почву; основные мелиоративные мероприятия функционируют десятки лет.
Различают следующие виды мелиорации: сельскохозяйственные (обеспечивают повышение продуктивности сельскохозяйственных угодий и их расширение за счет освоения болот, заболоченных земель, сухих степей и пустынь), лесные (улучшение условий для роста деревьев и использования лесов), санитарные (борьба с малярией, оздоровление территорий) и др. основой же всех видов мелиорации является гидротехническая или гидромелиорация. Она направлена на регулирование водного режима почв с помощью осушения, орошения и обводнения. Поэтому различают оросительную, осушительную и обводнительную мелиорации.
Для подготовки земли к сельскохозяйственному использованию применяют культуртехнические мероприятия, которые включают очистку земли от кустарника, пней и погребенной древесины, камней, кочек и моха, выравнивание поверхности земли. Культуртехнические мероприятия, как правило, сопутствуют осушительной мелиорации, но могут проводиться и на землях нормального увлажнения. Осушение в сочетании с культуртехникой является основным средством устранения мелкоконтурности угодий и создания крупных полей, удобных для широкой механизации сельскохозяйственных работ. Вслед за осушением и культуртехникой проводят комплекс работ по окультуриванию почвы, включающий известкование кислых почв, улучшение их водно-физических свойств (например, пескование торфов), внесение удобрений, вспашку и разделку пласта [1].
При орошении во избежание засоления почв устраивают дренаж, вносят в них для нейтрализации вредных солей специальные химические вещества, проводят промывку водой, применяют электромелиорацию. Известкование, гипсование почв, промывку с использованием химмелиорантов иногда называют химическими мелиорациями.
При орошении и осушении земель в целях уменьшения отрицательного проявления водной и ветровой эрозии (смыв почвы водой и снос ее ветром) проводят посадку лесных полос по границам полей и вдоль каналов для гашения скорости ветра, устраивают пруды для задержания стекающих вод, укрепляют русла рек и каналов. Все эти мероприятия входят в состав агролесомелиорации.
В состав сельскохозяйственных мелиораций входят также строительство внутрихозяйственных и полевых дорог, необходимых для интенсивного использования мелиорированных земель, сооружение водохранилищ для регулирования речного стока.
Для предотвращения неблагоприятных воздействий мелиорации на природу применяют природоохранные мероприятия (водопои и переходы через каналы для диких животных, рыбозащитные сооружения на насосных станциях, сохранение отдельных лесных массивов и т.п.).
Отсюда становится ясным, что сельскохозяйственные мелиорации комплексные. При проведении мелиорации учитывают интересы многих отраслей народного хозяйства - сельского, лесного, рыбного, речного флота и энергетики, коммунального хозяйства, здравоохранения и т.д. [6].
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДОЖДЕВАНИЯ
Дождевание - способ полива, при котором оросительная вода под напором выбрасывается дождевальным аппаратом в воздух, дробится на капли и падает на растения и почву в вид дождя.
Орошение сельскохозяйственных культур в РФ проводят различными дождевальными установками, агрегатами и машинами.
Дождевальные установки - устройства, состоящие из легких разборных переносных трубопроводов и дождевальных насадок. Например, дождевальные установки «Фрегат», «Сигма».
Дождевальными машинами называют дождевальные установки, снабженные средствами механизированного передвижения. Например,дождевальные машины «Фрегат», «Волжанка», «Днепр», «Кубань» и др.
Дождевальные агрегаты - это дождевальные машины, снабженные насосно-силовым оборудованием для забора воды из канала (трубопровода), создания нужного напора и подачи ее в дождевальные насадки (аппараты). Например, двухконсольный дождевальный агрегат ДМ-394.
Для образования капель дождя машины и установки оборудуют специальными дождевальными насадками и аппаратами.
Дождь, создаваемый аппаратами и насадками, бывает непрерывным и прерывистым. При непрерывном дожде площадь полива на одной позиции увлажняется непрерывно в течение времени полива. Такой дождь обычно создают неподвижные насадки, установленные стационарно на неподвижном дождевальном крыле машины или установки. При прерывистом дожде увлажняемый контур перемещается по площади полива на одной позиции.
Дождевание имеет следующие преимущества по сравнению с поверхностным орошением: полная механизация работ; поливная норма регулируется, более точно и в широких пределах (от 30 ...50 до 300 ...800 м3 /га и, более), что позволяет создавать водно-воздушный режим почвы, близкий к оптимальному, и регулировать глубину промачивания почвы; можно поливать участки с большими уклонами и со сложным микрорельефом. Забор воды возможен из каналов, идущих в выемке, а также из закрытой сети; исключаются работы по поделке поливных борозд, валиков, выводных борозд, улучшаются условия механизации посева, посадки, обработки и уборки сельскохозяйственных культур; улучшаются микроклимат и развитие корневой системы, активизируются процессы ассимиляции, повышаются плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Запланированный урожай можно получить при меньших (на 15...30 %) затратах воды, чем при поверхностном орошении; можно одновременно с орошением вносить в почву удобрения.
В предгорных районах для дождевания возможно использование естественного напора.
Недостатки дождевания: высокие затраты металла на изготовление дождевальных машин, труб и аппаратуры (40...100 кг на 1 га); большая энергоемкость процесса дождевания (40...100 кВтч на 1 полив при m=300 м3/га); неравномерность полива при ветре; невозможность глубокого промачивания тяжелых почв при высокой интенсивности дождя без образования луж и поверхностного стока; нецелесообразность использования на тяжелых почвах в условиях сухого и жаркого климата.
Дождевание наиболее широко применяют на безуклонных и малоуклонных участках с почвами средней и высокой водопроницаемости для полива овощных, технических, зерновых культур, садов, питомников, лугов в зоне недостаточного увлажнения, где орошение только дополняет естественные осадки в засушливые периоды. Орошение дождеванием незаменимо на участках со сложным рельефом, с близким залеганием грунтовых вод, со слабозасоленными и просадочными почвогрунтами.
К дождевальным устройствам предъявляются следующие требования: 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.[4]
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 Кр, 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.[8]
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.[7]
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 непрерывно чередующихся 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.[6]
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.
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.[10]
2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Мелеузовский муниципальный район расположен в южной части республики Башкортостан. Площадь района составляет 3,25 тыс. кв. км. Природа района разнообразна, как и местность, в которой он расположен. Западная часть раскинулась в пределах Прибельской увалисто-волнистой равнины, восточная часть занимает передовые хребты Южного Урала. Основная река - Белая. Климат на всей территории района континентальный и засушливый. Часть рек в летний период пересыхает. Лесные массивы представлены широколиственными лесами, которые составляют до 8% всей площади района. В целом отмечается четкое разделение сезонов.
Зимние периоды достаточно суровые и продолжительные, в среднем зима длится с начала ноября и до конца марта. Средние температуры января месяца -14…-15 градусов. Снежный покров уверенно формируется со второй половины ноября, в отдельные годы эти сроки могут сдвигаться и на середину октября. Высота снежного покрова к концу зимнего периода достигает 40-45 см. в предгорной части высота сугробов может достигать и метровой высоты. Зимой, согласно прогнозу погоды, возможны сильные снежные метели и вьюги. Весенний период отличается наличием достаточно крепких ночных заморозков, которые способны проявляться вплоть до середины мая. Неустойчивый характер погоды сопровождает весь весенний период.
Лето теплое и длится с конца мая до конца августа. В июле среднемесячные показатели составляют +20…+21 градус. Максимум составил +42,8. Летний период по данным прогноза погоды, отличается малооблачной и в большей мере засушливой погодой. Основное количество кратковременных дождей и гроз приходится на июнь месяц. Осень относительно сухая и теплая, такая погода способна держаться вплоть до середины октября. Всего за календарный год выпадает до 400 мм осадков. Большая часть приходится на начало весны и позднюю осень.
ТИП ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ
В лесостепной зоне распространены серые лесные почвы, выщелоченные, оподзоленные и типичные черноземы, а также солончаки, солонцы, солоди и болотные почвы. Зональными, т. е. наиболее распространенными и характерными для этой зоны, являются серые лесные почвы. Они распространены в северной части лесостепи (по почвенно-географическому районированию эта территория выделяется как самостоятельная лиственно-лесная зона) и занимают промежуточное положение между дерново-подзолистыми почвами и черноземами.
В зависимости от мощности гумусового горизонта, содержания гумуса, окраски, признаков оподзоливания тип серых лесных почв подразделяют на три подтипа: светло-серые, серые и темно-серые лесные почвы.
Профиль целинных серых лесных почв хорошо дифференцирован на генетические горизонты:
А0 -лесная подстилка, или дернина (Ad), состоящая из лиственного опада и травянистого войлока, мощность до 3-5 см; - гумусовый горизонт светло-серой, серой или темно-серой окраски, комковатой структуры, мощность 20-30 см;
А1А2 - гумусово-элювиальный горизонт более светлоокрашенный, чем предыдущий с белесой обильной присыпкой SiO2 и полевых шпатов на гранях структурных отдельностей, комковатой структуры, мощность 10-20 см;
А2В - переходный горизонт серовато-бурой окраски, с ореховатой, плитчато-ореховатой структурой, с менее обильной присыпкой кварца и полевых шпатов;
В - иллювиальный горизонт коричнево-бурого цвета, ореховато-призматической структуры, плотный, вязкий; на гранях структурных отдельностей заметна белесая присыпка;
С - материнская порода, представленная обычно буровато-палевыми лёссами или лёссовидными суглинками. Вскипание от кислоты начинается с глубины 120-150 см.
Серые лесные почвы характеризуются разнообразным механическим составом, чаще всего встречаются пылевато-суглинистые и глинистые разновидности. Вследствие подзолообразовательного процесса происходит перераспределение продуктов почвообразования по профилю. Нижние горизонты имеют более тяжелый механический состав, чем верхние. Верхняя часть профиля обеднена фракцией ила, полуторными окислами и относительно обогащена кремнеземом. Средняя и нижняя части профиля (иллювиальный горизонт В) характеризуются некоторым накоплением ила и полуторных окислов железа; алюминия.
Содержание гумуса в гумусовом горизонте серых лесных почв колеблется от 1,5-2 до 6-12%, постепенно уменьшаясь от темно-серых к светло-серым лесным почвам, а также при движении с востока на запад. Содержание валого азота достигает 0,2-0,3%.
Емкость поглощения в зависимости от содержания гумуса и механического состава колеблется от 15 до 40 мг-экв на 100 г почвы; степень насыщенности основаниями от 70 до 90%. В составе поглощенных катионов преобладает кальций, но имеются также и магний, и незначительное количество ионов водорода. В связи с этим серые лесные почвы имеют слабокислую или близкую к нейтральной реакцию (рН водной вытяжки 5,5-6,5), которая повышается от темно-серых к светло-серым подтипам.
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:
рассчитать оросительные нормы;
определить поливные нормы и их количество;
установить сроки и продолжительность поливов;
построить неукомплектованный и укомплектованный графики поливов;
.1 Расчет оросительной нормы
Оросительная норма (Мор) 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:
Мор=Е-Рос-Wг-(Wп-Wу)+П, (3.1.1)
где Е - суммарное водопотребление, м3/га;
Рос - сумма полезных осадков за вегетацию, м3/га;г - количество воды, используемое растениями за счет грунтовых вод, м3/га;п и Wу - запасы почвенной влаги в корнеобитаемом слое, соответственно во время посева и уборки урожая, м3/га;
П - потери воды при поливах и на промывной режим, м3/га. м3/га;
Суммарное водопотребление (м3/га) за период вегетации можно определить по следующей формуле:
Е = kу, (3.1.2)
где k- коэффициент водопотребления, м3/га;
у - планируемый урожай, ц/га.
Суммарное водопотребление за вегетационный период можно так же определить по биоклиматическому методу, разработанному А.М. и С.М. Алпатьевыми.
Этот метод основан на эмпирических зависимостях суммарного водопотребления от дефицита влажности воздуха и коэффициента биологической кривой растения. Биологические кривые представляют собой зависимость суммарного водопотребления (Е) от суммы дефицитов влажности воздуха за расчетный период (∑d).
Для орошаемых районов рекомендуют постоянные декадные значения k, пользуясь которыми можно определить Е при условии оптимального увлажнения расчетного слоя почвы:
Е=К∑d, (3.1.3)
где Е - суммарное водопотребление, мм;
К - коэффициент биологической кривой, мм/Мб;
∑d - сумма дефицитов влажности воздуха, Мб.
Биоклиматический коэффициент представляет собой слой воды в мм, расходуемой на испарение почвой и транспирацию растениями при дефиците влажности воздуха в 1 миллибар. Его величина зависит от биологических особенностей культуры, фаз ее развития и климатических условий отдельных природных зон.
Расчет оросительной нормы производится следующим образом:
) Составляется ведомость расчета дефицита водного баланса с/х культур. Подекадно от посева (после перехода среднесуточной температуры через 50С) до конца периода водопотребления в зависимости от поливной культуры (таблица 1) устанавливаются по данным наблюдений ближайшей к проектируемому участку метеостанции:средний суточный дефицит влажности воздуха, Мб;сумма осадков, мм;средняя многолетняя декадная температура воздуха, 0С.
) Устанавливается сумма среднесуточных дефицитов влажности
по декадам, мб:
∑d = nd (3.1.4)
Апрель: Σd=10·6,9=69мб
Май: Σd=10·6,9=69мб
Σd=10·8,0=80мб
Σd=11·10,3=113,3мб
Июнь: Σd=10·8,0=80мб
Σd=10·9,3=93мб
Σd=10·8,6=86мб
Июль: Σd=10·8,1=81мб
Σd=10·8,3=83мб
Σd=11·8,0=88мб
Август: Σd=10·8,0=80мб
Σd=10·7,5=75мб
Σd=11·6,4=70,4мб
Сентябрь: Σd=10·5,7=57мб
Σd=10·4,7=47мб
Σd=10·3,8=38мб
) Подекадно рассчитывается количество используемых осадков при 75% обеспеченности, мм:
р=Ф·Сν+1 (3.1.5)
Р0=кp·Р·μ (3.1.6)р= -0,72·0,3+1=0,784
Р0=0,6·0,784·Р =0,4704 Р
Где µ - коэффициент использования осадков. Принимается равным для степной зоны 0,6; для лесостепной - 0,7. Выбрал μ=0,6 , т.к. Бакалинский район не находится в пределах радиуса 100км (с центром в г. Уфе). Из таблицы 2 Коэффициент вариации: Сν=0,3. Нормированное отклонение: Ф =-0,72.
Апрель:Р0=0,4704*9=4,2336 мм
Май:Р0=0,4704*11=5,1744 мм
Р0=0,4704*14=6,5856 мм
Р0=0,4704*17=7,9968мм
Июнь:Р0=0,4704*16=7,5264 мм
Р0=0,4704*16=7,5264 мм
Р0=0,4704*17=7,9968 мм
Июль:Р0=0,4704*18=8,4672 мм
Р0=0,4704*18=8,4672 мм
Р0=0,4704*18=8,4672 мм
Август:Р0=0,4704*18=8,4672 мм
Р0=0,4704*17=7,9968 мм
Р0=0,4704*17=7,9968 мм
Сентябрь:Р0=0,4704*16=7,5264 мм
Р0=0,4704*18=8,4672 мм
Р0=0,4704*15=7,056мм
Определяется сумма среднесуточных температур по декадам:
∑t◦ = nt◦. (3.1.7)
Апрель:∑t◦ = 10*6,5=65 0С
Май:∑t◦ = 10*9,9=99 0С
∑t◦ = 10*12,6=126 0С
∑t◦ = 11*14,5=159,5 0С
Июнь:∑t◦ = 10*16,2=162 0С
∑t◦ = 10*17,4=174 0С
∑t◦ = 10*18,5=185 0С
Июль:∑t◦ = 10*19,2=192 0С
∑t◦ = 10*19,5=195 0С
∑t◦ = 11*19,2=211,2 0С
Август:∑t◦ = 10*18,3=183 0С
∑t◦ = 10*17,2=172 0С
∑t◦ = 11*15,3=168,3 0С
Сентябрь:∑t◦ = 10*12,9=129 0С
∑t◦ = 10*10,5=105 0С
∑t◦ = 10*8,3=83 0С
Устанавливается подекадная сумма среднесуточных температур воздуха с поправкой на приведение к 12-часовой продолжительности дня; для чего ∑t◦ умножается на поправочные коэффициенты:
Апрель:Σt*l=65·1,21=78,65 oC
Май:Σt*l=99·1,28=126,72 oC
Σt*l=126·1,35=170,1 oC
Σt*l=159,5·1,37=218,52 oC
Июнь:Σt*l=163·1,43=231,66 oC
Σt*l=174·1,44=250,56 oC
Σt*l=185·1,44=266,4 oC
Июль:Σt*l=192·1,43=274,56 oC
Σt*l=195·1,38=269,1 oC
Σt*l=211,2·1,36=287,23 oC
Август:Σt*l=183·1,29=236,07 oC
Σt*l=172·1,26=216,72 oC
Σt*l=168,3·1,16=195,23 oC
Сентябрь:Σt*l=129·1,11=143,19 oC
Σt*l=105·1,04=109,2 oC
Σt*l=83·1,00=83 oC
Определяется сумма температур воздуха с поправкой на длину дня за период водопотребления для каждой культуры нарастающим итогом.
Многолетние травы: 21/IV - 30/IX
Яровая пшеница: 21/IV - 20/VII
Помидор: 1/VI - 20/VIII
Многолетние травы:
Апрель: ΣΣtl =78,65 oC
Май: ΣΣtl = 78,65+126,72=205,37oC
ΣΣtl =205,37+170,1=375,47oC
ΣΣtl =375,47+218,52=593,96oC
Июнь: ΣΣtl = 593,96+231,66=825,65oC
ΣΣtl =825,65+250,56=1076,21oC
ΣΣtl =1076,21+266,4=1342,61oC
Июль: ΣΣtl = 1342,61+274,56=1617,17oC
ΣΣtl = 1617,17+269,1=1886,27oC
ΣΣtl = 1886,27+287,23=2173,5oC
Август: ΣΣtl = 2173,5+236,1=2409,57oC
ΣΣtl = 2409,57+216,72=2626,79oC
ΣΣtl =2626,79+195,79=2821,52oC
Сентябрь: ΣΣtl= 2821,52+143,19=2964,71 oC
ΣΣtl= 2964,71+109,2=3073,91 oC
ΣΣtl= 3073,91+83= 3156,91 oC
Яровая пшеница:
Апрель: ΣΣtl =78,65 oC
Май: ΣΣtl = 78,65+126,72=205,37oC
ΣΣtl =205,37+170,1=375,47oC
ΣΣtl =375,47+218,52=593,96oC
Июнь: ΣΣtl = 593,96+231,66=825,65oC
ΣΣtl =825,65+250,56=1076,21oC
ΣΣtl =1076,21+266,4=1342,61oC
Июль: ΣΣtl = 1342,61+274,56=1617,17oC
ΣΣtl = 1617,17+269,1=1886,27oC
Помидор :
Июнь: ΣΣtl = 231,66oC
ΣΣtl = 231,66+250,56=482,22oC
ΣΣtl = 482,22+266,4=748,62oC
Июль: ΣΣtl = 748,62+274,56=1023,18oC
ΣΣtl = 1023,18+269,1=1292,28oC
ΣΣtl = 1292,28+287,23=1579,51oC
Август: ΣΣtl = 1579,51+236,07=1815,58oC
ΣΣtl = 1815,58+216,72=2032,3oC
Биоклиматический коэффициент (k, мм/мб) в зависимости от суммы температур нарастающим итогом.
К0- коэффициент испарения с незатененной растениями поверхности при осадках более 5 мм равен 0,19 мм/мб.
Суммарное испарение за декаду - определяют для периода от посева до всходов Е = k0∑d (мм) и от всходов до конца водопотребления.
Е = k∑d. (3.1.8)
Многолетние травы:
Апрель: Е = 69·0,5=34,5 мм
Май: Е = 69·0,42=28,98 мм
Е =80·044=35,2 мм
Е = 113,3·0,48=54,38 мм
Июнь: Е = 80·0,52=41,6 мм
Е = 93·0,44=40,92 мм
Е = 86·0,53=45,58 мм
Июль: Е = 81·0,43=34,83 мм
Е = 83·0,47= 39,01 мм
Е = 88·0,52=45,76 мм
Август: Е = 80·0,44=35,2 мм
Е =75·0,48=36 мм
Е =70,4·0,51=35,9 мм
Сентябрь: Е = 57·0,51=29,07 мм
Е =47·0,51=23,97 мм
Е =38·0,51=19,38 мм
Яровая пшеница:
Апрель: Е= 69·0,27=18,63 мм
Май: Е = 69·0,33=22,77 мм
Е = 80·0,36=28,8 мм
Е = 113,3*0,41=46,45 мм
Июнь: Е = 80·0,47=37,6 мм
Е = 93·0,44=40,92 мм
Е = 86·0,37=31,82 мм
Июль: Е = 81·0,27=21,87 мм
Е = 83·0,27=22,41 мм
Помидоры:
Июнь: Е = 80·0,3=24 мм
Е = 93·0,36=33,48 мм
Е = 86·0,46=39,56 мм
Июль: Е = 81·0,53=42,93 мм
Е = 83·0,52=43,16 мм
Е = 88·0,45=39,6 мм
Август: Е = 80·0,39=31,2 мм
Е = 75·0,37=27,75 мм
Устанавливается коэффициент влагообмена, учитывающий, капиллярный подток и непосредственное использование воды корнями растений из слоев, ниже 100см. Для первой четверти вегетации γ принимается равным 1, второй - 0,95, третьей - 0,9, четвертой - 0,85. Для люцерны второго и третьего года жизни - 0,85.
В соответствии с коэффициентом γ рассчитывается, мм:
Еγ= Е*γ. (3.1.9)
Многолетние травы :
Апрель : Еγ =1·34,5=34,5мм
Май: Еγ= 1·28,98=28,98 мм
Еγ= 1·35,2=35,2 мм
Еγ= 1·54,38=54,38 мм
Июнь: Еγ= 0,95·41,6=39,52мм
Еγ= 0,95·40,92=38,87мм
Еγ= 0,95·45,58=43,3мм
Июль: Еγ= 0,95·34,83=33,08мм
Еγ= 0,9·39,01=35,12мм
Еγ= 0,9·45,76=41,18мм
Август: Еγ=0,9·35,2=31,68мм
Еγ= 0,9·36=32,4мм
Еγ=0,85·35,9=30,52мм
Сентябрь: Еγ=0,85·29,07=24,71мм
Еγ= 0,85·23,97=20,37мм
Еγ=0,85·19,38=16,47мм
Яровая пшеница:
Май: Еγ=1·18,63=18,63мм
Еγ =1·22,77=22,77мм
Еγ=1·28,8=28,8мм
Июнь: Еγ=0,95·46,45=44,13мм
Еγ=0,95·37,6=35,72мм
Еγ=0,9·40,92=36,83мм
Июль: Еγ=0,9·31,82=28,64мм
Еγ=0,85·21,87=18,59мм
Еγ=0,85·22,41=19,05мм
Помидоры:
Июнь: Еγ=1·24=24 мм
Еγ=1·33,48=33,48 мм
Еγ=0,95·39,56=37,58мм
Июль: Еγ=0,95·42,93=40,28 мм
Еγ=0,9·43,16=38,84 мм
Еγ=0,9·39,6=35,64 мм
Август: Еγ=0,85·31,2=26,52 мм
Еγ=0,85·27,25=23,59 мм
Определяется расход влаги по декадам с поправкой на климатический коэффициент Км, мм:
Ем = ЕγКм . (3.1.10)
Многолетние травы:
Апрель: Ем = 1,0*34,5=34,5мм
Май: Ем = 1,0*28,98=28,98мм
Ем = 1,0*35,2=35,2мм
Ем =1,0*54,38=54,38 мм
Июнь: Ем =0,96*39,52=37,93мм
Ем = 0,96*38,87=37,32мм
Ем = 0,96*43,3=41,57мм
Июль: Ем = 0,98*33,08=32,43мм
Ем = 0,98*35,1=34,4мм
Ем = 0,98*41,18=40,36мм
Август: Ем = 0,98*31,68=31,04мм
Ем = 0,98*32,4=31,75мм
Ем = 0,98*30,51=29,9мм
Сентябрь: Ем = 0,96*24,7=23,92мм
Ем = 0,96*20,32=19,55мм
Ем = 0,96*16,47=15,81мм
Яровая пшеница:
Апрель: Ем =18,63*1,0=18,63
Май : Ем =22,72*1,0=22,72 мм
Ем =28,8*1,0=28,8мм
Ем = 44,13*1,0=44,13мм
Июнь: Ем =35,72*0,96=34,29мм
Ем =36,82*0,96=35,35мм
Ем = 28,64*0,96=27,49мм
Июль: Ем = 18,59*0,98=18,21мм
Ем =19,05*0,98=18,65мм
Помидоры:
Июнь: Ем = 24*0,96=23,04мм
Ем = 33,48*0,96=32,14мм
Ем =37,58*0,96=36,08мм
Июль: Ем =40,78*0,98=39,97мм
Ем = 38,84*0,98=38,06мм
Ем = 35,64*0,98=34,93мм
Август: Ем = 26,52*0,98=25,99мм
Ем =23,59*0,98=23,12мм
Определяется дефицит водного баланса (ДВБ) по декадам для культур весеннего сева - со времени посева, а для многолетних трав и озимых культур - со времени возобновления вегетации. Для первой декады ДВБ рассчитывается по формуле, мм:
где Wn - продуктивный запас влаги в расчетном слое почвы:
Wn = 10 h α (βнач -βmin), (3.1.12)
где h- расчетный слой почвы, м;
α- плотность этого слоя почвы, т/м3;
βнач- влажность расчетного слоя почвы в % в начале расчетного периода принимается равной 0,9 от наименьшей влагоемкости (НВ) для ранних культур и 0,8- для поздних;
βmin- минимально допустимая влажность принимается равной 0,65 от НВ для зерновых и 0,70 от НВ - для овощных культур и картофеля.
Для последующих декад ДВБ равен, мм:
∆Е=Ем-(Р0+∆Wn), (3.1.13)
где ∆Wn- переходящий (неиспользованный) продуктивный запас влаги из предыдущей декады, м3/га
Расчет для Многолетних трав:
=10*1*1,44*(22,4-18,2)=60,48 м3/га
ΔΕ1=34,5-(4,73+60,48)= -30,21мм
ΔΕ2=28,98-(4,73+(-30,21))=54,02мм (3.1.14)
Так как мы получили положительные значения дефицита водного баланса, в последующих декадах расчёт следует производить по формуле
ΔΕ=Εм-Ρ0 (3.1.14)
ΔΕ3 =35,2-6,58=28,61мм
ΔΕ4 =54,38-7,99=46,38мм
ΔΕ5=37,94-7,53=30,41мм
ΔΕ6=37,31-7,53=29,29мм
ΔΕ7=41,56-7,99=33,57мм
ΔΕ8=32,42-8,47=23,95мм
ΔΕ9 =34,41-8,47=25,93мм
ΔΕ10= 40,36-8,47=31,89мм
ΔΕ11=31,05-8,47=22,58мм
ΔΕ12=31,75-7,99=23,76мм
ΔΕ13=29,90-7,99=21,91мм
ΔΕ14 =23,72-7,53=16,19мм
ΔΕ15 =19,56-8,47=11,09мм
ΔΕ16=15,81-7,05=8,76мм
Расчет для Яровой пшеницы:=10*0,8*1,29*(27-19,5)=77,4 м3/га
ΔΕ2=18,63-(4,2336+77,4)= -63мм
ΔΕ3=22,77-(5,17+(-63))=80,6мм
далее расчет ведем по формуле (3.1.14)
ΔΕ4=28,8-6,59=22,21мм
ΔΕ5=44,13-7,99=36,13мм
ΔΕ6=34,29-7,53=26,76мм
ΔΕ7=35,35-7,53=27,83мм
ΔΕ8=22,49-7,99=19,5мм
ΔΕ9=18,22-8,47=9,75мм
ΔΕ10=18,66-8,47=10,2мм
Расчет для Помидоров:=10*0,4*1,08*(27,68-24,22)=14,95 м3/га
ΔΕ5=23,04-(7,53-14,95)= 0,5664мм
далее расчет ведем по формуле (3.1.14)
ΔΕ6=32,14-7,52=24,61 мм
ΔΕ7=36,08-7,99=28,08мм
ΔΕ8=39,97-8,47=31,5мм
ΔΕ9=38,07-8,47=29,6мм
ΔΕ10=34,93-8,47=26,46мм
ΔΕ11=25,99-8,47=17,52мм
ΔΕ12=23,1-7,99=15,12мм
С декады, когда ∆Е приобретает положительное значение, до конца периода водопотребления рассчитывается ДВБ нарастающим итогом. Полученная величина переводится в м3/га (1 мм=10 м3/га), округляется до сотен м3 на га преимущественно в большую сторону и является оросительной нормой.
Многолетние травы:
Май:ΣΔΕ= 54,02мм
ΣΔΕ=54,02+28,61=82,63мм
ΣΔΕ=82,63+46,38=129мм
Июнь:ΣΔΕ=129+30,41=159,43мм
ΣΔΕ=159,43+29,79=189,22мм
ΣΔΕ=189,22+33,57=222,79мм
Июль: ΣΔΕ=222,79+23,96=246,75мм
ΣΔΕ=246,75+25,94=272,69мм
ΣΔΕ=272,69+31,89=304,53мм
Август:ΣΔΕ=304,53+22,58=327,1мм
ΣΔΕ=327,1+23,75=350,86мм
ΣΔΕ=350,86+21,91=372,77мм
Сентябрь:ΣΔΕ=372,77+16,19=388,96мм
ΣΔΕ=388,96+11,09=400,06мм
ΣΔΕ=400,06+8,76=408,81мм
Яровая пшеница:
Май: ΣΔΕ=80,6мм
ΣΔΕ=80,6+22,21=102,81мм
Июнь:ΣΔΕ=102,81+36,13=138,95мм
ΣΔΕ=138,95+26,76=165,71мм
ΣΔΕ=165,71+27,83=193,54мм
Июль: ΣΔΕ=193,54+19,5=213,04мм
ΣΔΕ=213,04+9,75=222,78мм
ΣΔΕ=222,78+10,2=232,99мм
Помидоры:
Июнь: ΣΔΕ=0,5664мм
ΣΔΕ=0,5664+24,61=25,18мм
Июль: ΣΔΕ=25,18+28,08=53,26мм
ΣΔΕ=53,26+31,5=84,75мм
ΣΔΕ=84,75+29,6=114,36мм
Август: ΣΔΕ=114,36+26,46=140,82мм
ΣΔΕ=140,82+17,52=158,34мм
ΣΔΕ=158,34+15,12=173,46мм
.2 Расчет нормы поливов и их количества
Поливная норма - это количество воды в м3на 1 га, которое необходимо дать растениям за один полив. Ее величина зависит от вида культуры и фазы ее развития, водно-физических свойств почвы, мощности почвенного слоя, содержания солей в почве, климатических и гидрогеологических условий, способа и техники полива.
Поливная норма m вегетационного полива, м3/га:
m=100hα( βHB -βmin), (3.2.1)
где h- глубина активного слоя почвы, м;
α- объемная масса почвы, т/ м3;
βHB- влажность почвы при наименьшей влагоемкости, %;
βmin- влажность почвы перед поливом или нижний порог оптимальной влажности почвы, %.
Для многолетних трав:
=1м
α=(1,14+1,44)/2=1,29 Т/м3
βНВ=30%
βнач= 0,9*βНВ=0,9*30=27%
βmin= 0,65*βНВ=0,65*30=19,5%прин=100*h*α(βНВ- βmin)=100*1*1,14(30-19,5)=1411,2 м3/га
Для яровой пшеницы:
=0,6м
α=1,1Т/м3
βНВ=34,6%
βнач= 0,8*βНВ=0,8*34,6=27,68%
βmin= 0,7*βНВ=0,7*34,6=24,22%прин=100*h*α(βНВ- βmin)=100*0,6*1,1(34,6-24,22)=1083,6м3/га
Для помидоров:
=0,4м
α=0,93Т/м3
βНВ=28%
βнач= 0,8*βНВ=0,8*28=22,4%
βmin= 0,7*βНВ=0,65*28=18,2%прин=100*h*α(βНВ- βmin)=100*0,4*0,93(28-18,2)=448,41м3/га
Таблица 3.2.1 Расчет поливных норм
Культураh, мα т/мβнв, %βнач, %βmin, %Wn, м3/гаm, м3/гаMop, м3/гаn,штРасчПринрасчпринМноголет.травы1,01,442822,418,260,4814111400408842003Яровая пшеница0,81.29302719,577,410831100232922002Помидор0,41,0834,627,724,214,95448450173418004
Оросительная норма состоит их суммы всех поливов:
Мор= ∑m. (3.2.2)
Если нормы поливов одинаковы, то их количество определяется соотношением:
=Mop/m, (3.2.3)
где Мор- оросительная норма, м³/га;поливная норма, м³/га.
Для многолетних трав: n=4088/1411=2,9шт
,9 ≈ 3.
Чтоб получить ровное количество поливов равное двум, надо изменить значения оросительной и поливной нормы:=4088≈4200 м3/га, m=1411≈1400 м3/га.
Для яровой пшеницы: n=2329/1083=2,15шт
,15≈2.
Значит Mop =2329≈2200 м3/га, m=1083≈1100 м3/га
Для помидоров: n= 1734/488=3,4 шт
,4≈3.
Значит, Mop =1734≈1800 м3/га, m=488≈450 м3/га
.3 Сроки и продолжительность поливов
Сроки полива культуры определяют по интегральной кривой дефицита водного баланса.
Интегральная кривая строится на миллиметровой бумаге. По оси абсцисс откладывают месяцы и декады вегетационного периода, по оси ординат - суммарный дефицит водного баланса в мм в масштабе, чтобы кривая расположилась на одном листе.
Дате первого полива соответствует точка пересечения интегральной кривой с осью абсцисс. От этой точки откладывают по оси ординат норму первого полива в мм. Перпендикуляр, опущенный с точки пересечения горизонтальной линии с интегральной кривой до оси абсцисс, указывает дату второго полива. Даты последующих поливов устанавливаются аналогично. Эти даты являются средними датами поливов.
Согласно А.И. Костякову, длина поливного периода ограничивается отклонением поливной нормы от средних значений не более 10-15%. При этом условии, начало поливного периода наступит тогда, когда дефицит водного баланса будет на 10-15% меньше расчетной поливной нормы, а конец - когда на 10-15% больше. Эти дни устанавливаются также на интегральной кривой дефицита водопотребления аналогично определению средних дат поливов.
Число дней от начала до конца полива является его агротехнически допустимой продолжительностью.
Сроки и продолжительность каждого полива представляются в форме таблицы 3.3.1
Таблица 3.3.1 График поливов
Культуры№№ поливовСредние даты поливовСроки поливовАгротехнически допустимая продолжительностьНачалоконецМноголет. травы118.0415.04 21.0410-12 суток225.0520.0530.05313.078.07Яровая пшеница113.0412.0414.04 8-10 суток22.0529.045.05Помидоры131.0530.051.06 5-7 суток217.0616.0618.0632.071.073.07417.0716.0718.07
3.4 Режим орошения сельскохозяйственных культур в севообороте
Режим орошения сельскохозяйственных культур в севообороте характеризует общую, ежегодную потребность в воде по срокам на всей его площади и представляет собой план подачи воды в севооборот. Этот план учитывает не только распределение оросительной воды по культурам по этапам развития, но и определяет потребность в технике и рабочей силе для поливов.
РАСЧЕТЫ:=320 га
В=423,9 ммаш =55 л/с
Для многолетних трав:мн.тр.=320/2=160 га;поливная норма, м3/га=1100 м3/га=S/Bдлина участка,м
В-ширина захвата машины=160/423,9=377,4 м
Количество машин и время полива=3.6*50=180 м3/ч
Необходимое количество воды на полив многолетних трав=m*S=1100*160=176000м3
Продолжительность полива многолетних трав=W/q=176000/180=978 ч
Рабочее время за суткираб=8*2=16 ч
Кмн.тр.=t/tраб
Кмн.тр=978/16=61 сут=60/12=5 (12 дней по 5 машины)
Для яровой пшеницы:карт=80га=450м3/га=80*103/423,9=188,7м=3,6*50=180 м3/ч=450*80=36000 м3=36000/180=200 чраб=16ч
Ккарт.=200/16=12,5 сут =10/10=1 (10 дней 1 машина)
Для помидоров:сах.св=80га=1400м3/га=80*103/423,9=188,7м=3,6*50=180 м3/ч=1400*80=112000 м3=112000/180=622 чраб=16ч
Ксах.св.=622/16=39 сут=40/10=4 (10дней 4 машины)
Таблица 3.4.1 Ведомость неукомплектованного и укомплектованного графиков поливов
Наименование культурыПлощадь, доля участка, гаОросительная .норма, Мор, м3/гаНорма пол ива,mНомер поливаНеукомплектованный графикУкомплектованный графикРасчетные сроки поливаПринятые сроки поливаНачалоКонецПродолжительность, сутМежполивной период, сутНачалоконецПродолжительность, сутМежполивной период, сутПоливной расходМнг.травы16040881411112.0424,04122012.0424.041220275214.0526.05123214.0526.051231327.069.0712026.068.07120Яровой пшеницы8023291083125.042.0573025.042.0573116521.068.06702.069.0670помидоры801734448127.051.0651427.051.06514110215.0620.0651615.0620.0651936.0711.07509.0714.0750
На оси ординат откладывают расход воды, принимая масштаб 20 л/сек=1см, а на оси абсцисс откладывают дни поливов (1см = 10 дней). С правой стороны графика чертят условные знаки культур. Затем строят на графике прямоугольники всех поливов культур (высота - расход воды, ширина - продолжительность полива). Строить начинают прямоугольники культуры, которая имеет наибольшее число поливов. Затем - для второй и так далее. Если поливы двух и более культур полностью или частично совпадают во времени, то эти прямоугольники суммируют, и частично или полностью надстраивают один над другим. Построив график поливов всех культур, получают неукомплектованный график поливов всех культур севооборота.
По этому графику поливы не проводят, так как требуемые для полива расходы воды очень неравномерны, что экономически и технически неприемлемо.
Такой график необходимо укомплектовать, то есть выровнять путём изменения сроков и продолжительности поливов так, чтобы уничтожить пики и заполнить пустоты графика. При укомплектовании (рисунок 5) графика выполняют следующие условия:
величина поливных норм не изменяется
смещение сроков полива возможно и вправо (2-3 дня) и влево (3-5 дней), так как поливные нормы приняты меньше максимальных на 10-20%
продолжительность полива отдельных культур принимают для многолетних трав не больше 10-12 дней, зерновых 8-10 дней, овощных 5-7 дней
межполивные периоды изменяют не более, чем на 3 дня.[7]
4. МНОГООПОРНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА «ФРЕГАТ»
Предназначена для полива всех сельскохозяйственных культур, за исключением плодовых, на участках со сложным рельефом и уклонами до 0,05.
«Фрегат» представляет собой движущийся по кругу трубопровод с 49-ю среднеструйными дождевальными аппаратами. Трубопровод установлен на самодвижущиеся колесные опоры-тележки на высоте 2,2 м от поверхности земли. Полив осуществляется при движении трубопровода по кругу.
В машину «Фрегат» вода поступает с напором 65…70 мм напорного подземного трубопровода из скважины через гидрант, который прочно закреплен на фундаменте. Этот гидрант является осью вращения дождевального трубопровода по направлению часовой стрелки. Трубопровод вращается с помощью гидродвигателей, установленных на опорах, работая под действием напора оросительной воды. Для предотвращения недопустимого изгиба трубопровода машина оснащена двумя системами аварийной защиты механической и электрической или гидромеханической.
Машину используют для работы на одной и двух позициях. Она оборудована устройствами для буксировки трактором с первой позиции на вторую и обратно.
При подаче воды из открытого канала в напорную сеть для машины «Фрегат» ставят одну насосную станцию. Для групповой работы - несколько машин строят накрытую оросительную сеть со стационарной насосной станцией.
Для работы на полях с большими местными уклонами (до 0,1) по длине машины создана модификация машины «Фрегат» типа ДМ, в которой тросовая подвеска изготовлена типа «люльки». Эти дополнения повышают гибкость трубопровода.
Достоинство машины «Фрегат» - высокая производительность труда на поливе, так как один оператор обслуживает одновременно 3…4 агрегата, то есть до 400 л/с; высокая надежность в работе даже на участках со сложным рельефом, возможность работы круглые сутки, хорошее качество дождя, широкие пределы регулирования поливных норм, возможность полива высокостебельных культур, редкая сеть подземных трубопроводов.
Таблица 4.1 Техническая характеристика
Производительность чистой работы при поливной норме 600 м3/га, га/ч0,36Ширина захвата, м423,9Расход воды, л/с55Давление, МПа0,45Ср. интенсивность дождя, мм/мин0,33Площадь, поливаемая с одной позиции, га1,93Мощность двигателя, кВт0,29Расстояние между экспозициями, м20Удельное давление колес на грунт, кПа/см330Расход воды одним дождевальным аппаратом, мс1Масса, кг3320
5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПОЛЕЙ
орошение сельскохозяйственный дождевание полив
После определения размеров полей, происходит их размещение на плане. На орошаемых землях главным образом размещаются кормовые и овощные культуры, поэтому намеченный к орошению участок должен находиться как можно ближе к населенному пункту и к водоисточнику. Подобранный массив для орошаемого севооборота должен иметь по возможности спокойный рельеф, однородные почвенно-мелиоративные и гидрогеологические условия.
Поля севооборота размещаются с соблюдением следующих требований:
каждое поле севооборота должно иметь удобную, по условиям механизации, форму и достаточные размеры;
границы севооборотных участков следует проектировать по возможности прямолинейными, сообразуясь с естественными границами (лощины, овраги, реки), каналами мелиоративной системы;
поля севооборота должны иметь прямоугольную форму с шириной и длиной, обеспечивающей перекрестную обработку.
При поливе дождеванием, кроме того, ширина поля или участка орошения должна быть кратна ширине захвата дождевальной машины.
В курсовой работе поля запроектировала так, чтобы их ширина была равна ширине захвата дождевальной машины, параллельно друг другу, максимально близко с водоканалу. Самое большое по площади поле запроектировала ближе всего к источнику, так как на него расход воды намного больше чем на остальные поля. Это делается для того, чтобы уменьшить затраты денежных средств, расход горючих материалов для техники, повысить производительность труда, сократить расстояние подвода воды к полю, что экономически выгодно для организации, проводящей данное мероприятие.[3]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проделав курсовую работу мы узнали задачи, решаемые в мелиорации земель, виды мелиорации, общую характеристику дождевания, природно-климатические условия района. Также научились определять оросительные нормы культур, нормы поливов и их количества, сроки и продолжительность поливов, построили неукомплектованный и укомплектованный графики, то есть мы установили режим орошения в соответствии с биологическими особенностями растений, климатическими, почвенными и гидрологическими условиями района.
Почва и её плодородие составляют материальную базу и основное богатство страны. Поэтому улучшение почв и повышение плодородия - одна из важнейших народнохозяйственных задач. В решении её весьма большое значение приобретают почвенные мелиорации, характер которого определяется основными почвенно-климатическими показателями природных зон.[8]
Мелиоративные мероприятия, направленные на коренное улучшение почв, позволяют реализовать внутренние ресурсы и новые производственные возможности, скрытые в потенциальном плодородии.
Почвенный покров и эколологические системы Земли неодинаковы в различных континентах, природных зонах и регионах, однако территории со сходными природно-климатическими условиями, топографией, геологическим строением и историей обнаруживают сходство и даже аналогию почвенного покрова. Это становится очевидным при составлении почвенных карт, что облегчает задачу применения в сходных условиях достижений науки и практики в сельском хозяйстве, лесоводстве и животноводстве.
Эффективное сельскохозяйственное производство диктует необходимость глубоких знаний почвенных ресурсов, создания соответствующих административных и научных учреждений, подготовки специалистов и проведения последовательной государственной политики в области сельского хозяйства и земельных ресурсов.
Чем более высокую производительность мы стремимся получить от Земли, тем более глубоким и точным должно быть наше знание почв ,методов мелиорации и агротехники и тем более рациональной и четкой должна быть организация сельскохозяйственного производства и общая культура в области землепользования и сохранения земельных угодий.
Усилия в национальном и международном плане должны быть направлены на изучение, оценку, эффективное практическое использование и сохранения почвенного покрова планеты. [4]
В ходе работы над курсовым проектом было освоено проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур при поливе дождеванием.
Я научилась рассчитывать необходимое количество влаги в норме орошения для разных сельскохозяйственных культур. Рассчитала нормы полива для многолетних трав, картофеля позднего и помидоров и по этим данным построила график подачи воды на оросительный севооборот.
В заключение,мелиорация почв необходима сельскому хозяйству, так как она дает больший процент урожайности на тех же площадях особенно в засушливые годы, когда урожай напрямую зависит от количества поступивший влаги в почву, и тем самым пополняет продовольственные запасы человечества.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Марков, Е.С. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации [Текст]: учебник для вузов./ Е.С. Марков - М.: Колос, 2009.- 263 с.
Голованов А.И., Сурикова Т.И., Пчелкин В.В. и др. «Мелиорация земель». Учебник. М., изд-во «Колос», 2010.
Зайдельман, Ф.Р. Мелиорация почв [Текст]: учебник/ Ф.Р. Зайдельман - М.: МГУ, 1996.- 382 с.
А.И. Голованов, Ф.М. Зимин, В.И. Сметанин. Рекультивация нарушенных земель. Учебник. М:. КолоСС, 2009. 20 п.л.
Хазиев, Ф.Х. Почвы Башкортостана [Текст]: учебник для вузов/ Ф.Х. Хазиев.- Уфа: Гилем, 1997. - 326 с.
Мелиорация. Учебное пособие / А.В. Шуравилин, А.И. Кибека. -
ЭКСМОС. 2008.- 944 с..
Методические указания по дисциплине «Мелиорация» Уфа, БГАУ-2011г.
Мелиорация почв. Учебник / Ф. Р. Зайдельман. Серия: Классический университетский учебник. - МГУ, 2003 г. - 448 с..
Гидротехнические мелиорации: Учебник. 4-е изд. / Бабиков Б.В. Изд-во «Лань». Санкт-Петербург. 2005. - 304 с.
Кубанцев А.П., Чумаков Л.А. Проектирование оросительных систем. Орошение на местном стоке. Саратов. 2009.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1 Расчетный период для учета осадков
КультураПериодМноголетние травы21/IV-30/IX Яровая пшеница21/IV-20/VIIПомидор1/VI-20/VIII
Таблица 2 Дефицит влажности воздуха, мб
ПунктыIVVVIVIIVIII3123123123123Мелеузовский6,96,98,010,38,09,38,68,18,38,08,07,56,4
Таблица 3 Среднемноголетние осадки, мм
РайоныIVVVIVIIVIII3123123123123Мелеузовский9111417161617181818181717
Таблица 4 Коэффициент вариации СV. Нормированные отклонения Ф
СтанцииСVФМелеуз0,3- 0,72
Таблица 5 Коэффициенты биологических кривых по С.М. Алпатьеву
Сумма температур от расходовЛюцернаКартофель Помидоры0-1000,50,23-100-2000,520,270,23200-3000,420,320,3300-4000,440,360,33400-5000,460,400,36500-6000,480,410,39600-7000,520,440,43700-8000,540,460,46800-9000,520,470,50900-10000,420,470,521000-11000,440,470,531100-12000,460,450,531200-13000,520,440,521300-14000,530,420,501400-15000,530,390,471500-16000,420,370,451600-17000,430,370,421700-18000,450,330,401800-19000,470,310,391900-20000,490,300,382000-21000,510,280,372100-22000,520,270,372200-23000,520,250,362300-24000,42-0,352400-25000,44-0,352500-26000,46-0,352600-27000,48-0,342700-28000,49-0,332800-29000,51-0,33
Таблица 6 Значение климатического коэффициента КМ
ЗоныМесяцыАпрельМайИюньИюльАвгустСентябрьСтепная1,00,970,950,950,90,9
Таблица 7 Водно-физические свойства почв по слоям, м
Тип почвыОбъемная масса, т/м3Наименьшая влагоемкость, %0,30,40,50,61,00,30,40,50,61,0Лугово-черноземные0,920,930,951,101,1540,440,240,038,032,0
Таблица 8 Расчетный период для учета осадков
КультураГлубина активного слоя почвы Многолет.травы 80-100 Яровая пшеница50-60Помидоры30-40
Таблица 9 Значение коэффициента для приведения дня к 12-ти часовой продолжительности (для широты 52-560)
МесяцыАпрельМайИюньДекадыIIIIIIIIIIIIIIIIIIПоказатель1,111,171,211,281,351,371,431,441,44МесяцыИюльАвгустСентябрьДекадыIIIIIIIIIIIIIIIIIIПоказатель1,431,381,361,291,261,161,111,041,00