Размещено на http://www.allbest.ru/

• ВЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
• КАФЕДРА ПОЧВОВЕДЕНИЯ, ХИМИИ, МЕЛИОРАЦИИ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА
• КУРСОВАЯ РАБОТА
• на тему «Режим орошения земель, занятых овощными культурами, в условиях Нечернозёмной зоны»
• Киров 2015 г
• Содержание

Введение

1. Способы орошения и полива

1.1 Методы распределения поливной воды

1.2 Способы орошения

1.3 Преимущества и недостатки дождевания

1.4 Типы дождевальных машин и установок. Качество дождя из поливной машины

1.5 Техническая характеристика и схема работы дождевальной машины ДДН-70

2. Режим орошения

2.1 Сущность и задачи режима орошения

2.2 Качество поливной воды

2.3 Интенсивность дождя. Расчет интенсивности дождя

2.4 Сроки полива овощных культур с учетом фаз развития растений

2.5 Поливные нормы, оросительная норма. Расчет поливных норм и оросительной нормы по каждой культуре, указанной в задании

2.6 Поливные гидромодуль и расходы воды. Расчет поливного гидромодуля и расходов воды по каждой культуре, указанной в задании

2.7 Длительность полива. Расчет продолжительности полива (стояния) машины на одной позиции по каждой культуре, указанной в задании

3. Оросительные системы

3.1 Виды оросительных систем

3.2 Основные элементы оросительной системы

3.3 Схема оросительной системы

Вывод

Литература

Введение

Понятие и виды орошения

С технической точки зрения орошение -- это искусственное увлажнение почвы. Его применяют в том случае, если естественного увлажнения почвы осадками недостаточно для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Орошение обеспечивает наиболее благоприятные для произрастания растений водный, питательный, воздушный, тепловой, солевой и микробиологический режимы почв.

По воздействию на почву и растения орошение может быть:

­ увлажнительным, когда в почве ощущается недостаток усвояемой влаги для растений. С этой целью воду из рек и водохранилищ по системе оросительных каналов и трубопроводов подают на поля, занятые культурой;

­ удобрительным, когда вместе с водой на поля подается необходимое количество растворенных в ней питательных веществ и различных интерградиентов (использование бытовых и промышленных вод);

­ утеплительным, когда воду (весенние паводковые воды, термальные воды, поступающие с заводов, теплоцентралей, гейзеров) подают на поля, в теплицы, парники с целью согревания почвы;

­ окислительным, когда речную воду, обогащенную кислородом, подают на поля, луга и рисовые массивы, где почва обеднена кислородом и где закисные соединения превалируют над окисными (орошение полыми водами пойменных лугов, орошение рисовых земель, дренаж и окисление тяжелых почв с близким рудяковым горизонтом);

­ влагозарядковым, или запасным, когда вода из рек и водохранилищ в осенний и зимний периоды подается на поля или многолетние насаждения (озимые, травы, сады, виноградники) для создания необходимых запасов воды не только в верхнем (1 м), но и в более глубоких (2 м) слоях почвы. К этому виду запасного орошения относится также подача воды в специальные скважины или фильтрующие каналы с целью повышения запасов грунтовых вод в подземных водохранилищах, используемых для орошения сельскохозяйственных культур;

­ промывным, когда воду подают на поля или отдельные участки для растворения и вымывания из корнеобитаемого слоя почвы вредных солей.

Несмотря на многообразие различных видов орошения, необходимо отметить их комплексное воздействие на почву, растения и окружающую среду. Так, орошение полой речной водой не только увлажняет почву, но и изменяет ее термический режим, обогащает кислородом, а, следовательно, изменяет ее окислительно-восстановительный потенциал. Вместе с оросительной водой на поля поступает большое количество питательных веществ, улучшающих структуру и плодородие почвы. При больших поливных нормах воды из почвы вымываются вредные соединения солей.

Роль орошения в развитии сельского хозяйства

При орошении поливная вода оказывает воздействие на растение, создавая благоприятные водный и воздушный режимы почвы, микроклимат приземного слоя воздуха, температуру почвы, на физико-химические и биологические процессы в почве. Увлажнение повышает потенциальное плодородие почвы, обеспечивает растения доступной влагой, активно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур. Урожаи при орошении получают в 2...5 раз выше, чем без орошения.

Температура почвы и воздуха в дневные часы на орошаемом поле ниже, а в ночное время выше в сравнении с неорошаемым. Поливы повышают влажность воздуха приземного слоя, уменьшают испаряемость, вследствие чего ослабляется воздушная засуха, снижается транспирация, нормализуется тургор растений. На орошаемом поле амплитуда колебаний температуры воздуха и почвы меньше чем на неорошаемом. Все это благоприятно сказывается на росте и развитии сельскохозяйственных культур.

Поливы способствуют более интенсивному поглощению растениями солнечной энергии. В условиях богарного земледелия на фотосинтез используется не более 3% поступающей на поверхность почвы солнечной энергии, а при орошении - 12…14%.

Оптимальное увлажнение почвы значительно повышает качество урожая. При достаточном количестве азота в почве увеличивается содержание протеина в зерне пшеницы, в масличных культурах (подсолнечник, соя, кунжут и др.) содержится больше жира, в сахарной свекле -- сахара, в картофеле -- крахмала, улучшаются вкусовые качества, аромат и окраска плодов и овощей.

При оптимальном увлажнении снижается удельное сопротивление при вспашке, улучшается качество обработки почвы. Увлажненные почвы не подвергаются ветровой эрозии (дефляции).

Поливная вода, содержащая большое количество натрия, повышает щелочность почвы (поглощенный натрий способствует диспергированию, усиливает анаэробный процесс, замедляя разложение органических остатков растений, способствует накоплению гумуса и образованию комковатой структуры). Илистые наносы, приносимые на поля с поливной водой, повышают плодородие почвы.

При поливе увеличивается степень растворимости соединений фосфорной кислоты, образуется коллоидный раствор гумуса, что улучшает фосфорное питание растений.

Однако при неправильных избыточных поливах вода может оказать и неблагоприятное воздействие на почву: подъем уровня грунтовых вод, увеличение содержания в них растворимых солей и как следствие вторичное засоление почвы, вымывание питательных веществ из верхних слоев в нижние и др. Несвоевременные поливы, заниженные поливные нормы снижают урожай сельскохозяйственных культур, уменьшают эффективность использования орошаемых земель и оросительной воды.

Следовательно, благоприятное действие орошения на почву и урожай проявляется в полной мере только тогда, когда поливы проводятся правильно, в комплексе с соответствующей агротехникой, когда оросительная вода подается в сроки и в количествах, отвечающих потребностям растений, но при орошении из почвы выносится больше питательных веществ, чем без орошения. Поэтому в орошаемые почвы рекомендуется вносить больше различных удобрений.

1. Способы орошения и полива

1.1 Методы распределения поливной воды

При орошении вода из источника по каналам и трубам подается на орошаемую площадь, распределяется по ней и затем переводится из состояния движения в состояние почвенной влаги, вследствие чего и происходит увлажнение почвы. Распределение воды и увлажнение ею почвы может осуществляться различными методами:

· подача и распределение поливной воды по поверхности почвы, увлажнение последней происходит при этом путем инфильтрации воды с поверхности почвы;

· подача воды под напором и разбрызгивание над поверхностью почвы, поливная вода в виде дождя падает на почву и увлажняет ее;

· подача и распределение воды ниже или непосредственно в корнеобитаемом слое, увлажнение почвы происходит путём капиллярного подъема или непосредственного впитывания воды в почву.

1.2 Способы орошения

Различают следующие способы орошения: поверхностное, дождевание, внутрипочвенное.

Наиболее широкое развитие в настоящее время получило поверхностное орошение, но за последние годы быстрыми темпами развивается и дождевание. Применение внутрипочвенного орошения пока ограниченно.

Разновидностью поверхностного орошения является лиманное орошение, довольно широко распространенное в Поволжье, Казахстане, Западной Сибири и на Северном Кавказе.

Поверхностное орошение и дождевание основаны на принципе периодической подачи сравнительно большого объема воды и ее аккумуляции почвой. Это не совсем гармонирует с непрерывным, хотя и изменчивым, расходом воды полем в течение вегетации. В связи с этим за последние годы разрабатываются новые способы -- импульсное орошение дождеванием, капельное и внутрипочвенное орошение.

Поверхностное орошение -- наиболее древний и пока самый распространенный способ. Вода из источника подается на самую высокую точку орошаемого участка либо по холостой части главного канала (при бесплотинном или плотинном водозаборе), либо по трубопроводу (при водозаборе насосной станцией). Отсюда вода поступает в оросительную сеть, состоящую из главного канала, межхозяйственных, хозяйственных и участковых постоянных оросителей (распределителей), временных оросителей. Далее с помощью поливных борозд или полос вода из состояния движения переводится в состояние почвенной влаги. Все каналы должны располагаться в соответствии с рельефом, пропускать необходимые расходы воды, и обеспечивать подачу воды в любой участок орошаемой площади.

Лиманным орошением называют однократное весеннее увлажнение почвы талыми водами способом затопления. В этих целях на пути стока воды (поперек склона) устраивают валы, за которыми и застаивается вода, то есть образуется лиман. Лиманное орошение применяют в засушливых районах на равнинных участках с уклонами до 0,001…0,002 при наличии достаточного стока талых вод. Общая площадь лиманного орошения составляет более 1 млн. га.

При дождевании вода подается под напором над орошаемой площадью. Необходимый напор создается насосами, в отдельных случаях -- высокорасположенным водоисточником (самонапорное дождевание).
Орошение дождеванием особенно эффективно в районах периодической засушливости и избыточного увлажнения, где для большинства культур требуется небольшое число поливов, при орошении земель со сложным рельефом, значительными уклонами, с неглубоким залеганием минерализованных грунтовых вод.

Внутрипочвенное орошение - пахотный слой увлажняется водой, поступающей из труб-увлажнителей, уложенных ниже пахотного слоя. Внутрипочвенное орошение основано на всасывающем действии почвы и подъеме воды по капиллярам. Поэтому его можно применять на почвах с хорошими капиллярными свойствами и водонепроницаемой подпочвой. При таком способе орошения сохраняется структура почвы, исключаются условия для образования корки, обеспечивается возможность механизации сельскохозяйственных работ, снижаются затраты труда при поливе. Но в тоже время при этом способе недостаточно увлажняется поверхностный слой почвы, происходят значительные потери воды на фильтрацию в нижние слои почвы, повышается опасность засоления. К недостаткам относится и высокая строительная стоимость. В трубы-увлажнители вода поступает из оросительных каналов или трубопроводов. По характеру поступления воды в увлажнители различают три типа систем внутрипочвенного орошения: напорные, безнапорные и вакуумные.

К новым способам орошения относятся: капельное орошение, машинно-инъекционное орошение, вакуумное орошение, мелкодисперсное дождевание, синхронно-импульсное дождевание.

Капельное орошение -- разновидность внутрипочвенного орошения. При капельном орошении более эффективно используется поливная вода и наблюдается более равномерное распределение влаги в почве. Оно особенно целесообразно в районах с ограниченными водными ресурсами и на участках со сложным рельефом. Системы капельного орошения состоят из насоса, фильтра, регулятора расхода и давления, бака -- смесителя удобрений, инжектора для вспрыскивания раствора удобрений, полиэтиленовых или поливинилхлоридных подводящих трубопроводов диаметром 38...50 см, поливных трубопроводов диаметром 6...19 см, водовыпусков-капельниц. Системы работают при напоре 3,5...5,1 м. Вода подается ежедневно в течение 3...4, иногда 12 ч, в некоторых системах постоянно.

Машинно-инъекционное орошение -- впрыскивание в корнеобитаемый слой почвы воды с удобрениями с помощью специальных машин.

Вакуумное орошение основано на том, что сухая почва поглощает воду из увлажнителей, а при избытке влаги в почве она поступает в увлажнители.

Мелкодисперсное дождевание -- особыми установками создаются мельчайшие капли воды, увлажняющие приземный слой воздуха, растений и отчасти почву. Положительное влияние на растения оказывает и создание искусственного тумана.

Синхронно-импульсное дождевание заключается в накоплении в гидропневмоаккумуляторах воды и выбросе ее в виде дождя под действием сжатого в камере воздуха. При этом растения снабжаются водой синхронно с ходом их водопотребления в течение всего вегетационного периода. Применяют комплекты оборудования синхронного импульсного дождевания.

1.3 Преимущества и недостатки дождевания

Дождевание по сравнению с другими способами полива обладает следующими основными преимуществами:

- полив механизирован, затраты ручного труда сведены к минимуму;

- структура почвы при соответствующем качестве дождя не нарушается;

- поливная норма более точно регулируется в соответствии с периодами, развития растений и мелиоративным состоянием земель;

- увлажняется не только почва, но и растения и приземный слой воздуха, что благоприятно сказывается на физиологических процессах в растениях;

- нет необходимости в значительных объемах планировочных работ;

- возможно внесение вместе с поливной водой удобрений и ядохимикатов;

- высокий уровень автоматизации процесса полива и коэффициенты земельного использования площади и полезного действия оросительной сети.

Основные недостатки дождевания:

- необходимо большое количество механической энергии для создания требуемого напора;

- большая металлоемкость дождевальной техники и ее несовершенство;

- зависимость качества полива от силы ветра.

1.4 Типы дождевальных машин и установок. Качество дождя из поливной машины

Устройства для полива дождеванием подразделяют на дождевальные машины и дождевальные установки. Дождевальные машины имеют самоходные опоры и могут передвигаться по полю под действием механической, электрической энергии или энергии воды в напорных трубопроводах. Дождевальные установки не имеют самоходных опор, их перемещают по полю вручную или с помощью средств механизации.

Для образования капель дождя машины и установки оборудуют специальными дождевальными насадками и аппаратами.

В зависимости от конструкции и технических особенностей дождевальных аппаратов различают три типа дождевальных устройств: короткоструйные, среднеструйные и дальнеструйные.

По способу перемещения и создаваемому напору их подразделяют на дождевальные агрегаты, машины и установки.

Дождевальные агрегаты состоят из самоходной опоры и насосного агрегата, смонтированного в комплексе с дождевальным устройством. Дождевальные машины состоят из самоходных опор, на которых смонтированы дождевальные устройства. Напор для них создает насосная станция.

Дождевальные установки не имеют самоходных опор. Вода к дождевальным устройствам подается по напорной оросительной сети насосными станциями.

По создаваемому напору дождевальные устройства могут быть низконапорными (до 30 м), средненапорными (30...50 м), и высоконапорными (50...60 м).

Структура искусственного дождя характеризуется его интенсивностью, размером капель и равномерностью по орошаемой площади.

Интенсивность дождя не должна превышать скорости впитывания воды данной почвой в конце полива на одной позиции. Несоблюдение этого требования ведет к образованию луж и поверхностного стока, возникновению эрозии, что может вызвать ухудшение водно-физических свойств почвы, нарушить ее структуру.

При поливах на тяжелых почвах она должна быть не более 0,06...0,15 мм/мин, на средних -- 0,10...0,25 мм/мин и на легких -- 0,25...0,45 мм/ мин. Крупность капель -- не более 1..2. мм. Крупные капли (более 1...2 мм в диаметре и более 0,5 мг по массе) разрушают структуру почвы и повреждают молодые и нежные части растений, обивают завязи плодов, а рассадные культуры при поливе их после высадки под воздействием крупных капель могут погибнуть. Достаточная для практики интенсивность дождя (0,8...1,0 мм/мин) достигается установкой нескольких разбрызгивающих отверстий и частичным перекрытием струй.

По типу создаваемого потока разбрызгиваемой воды дождевальные, насадки делятся на веерные и струйные. Веерные насадки создают тонкий веерообразный поток воды, работают неподвижно и одновременно поливают всю площадь данной позиции.

Струйные аппараты используют во всех вращающихся установках. Они различаются по принципу вращения, дальности струи, напору и расходу воды.

Равномерность увлажнения почвы зависит от скорости ветра и типа дождевальных машин. Допустимая скорость ветра для дальнеструйных машин составляет 2...3 м/с, среднеструйных -- 4...5 м/с, короткоструйных -- 5...6 м/с. Чтобы снизить воздействие ветра, с полива по кругу переходят на полив по сектору, расположенному в направлении действия ветра, с очередностью смены позиций в противоположном ветру направлении. Это обеспечивает передвижение дождевальных машин по сухой почве. Уменьшают также расстояния между смежными позициями поперек действия ветра, так как сильный ветер вызывает сужение площади полива в направлении, перпендикулярном его действию.

1.5 Техническая характеристика и схема работы дождевальной машины ДДН-70

Дождевальная машина ДДН-70 (Рис. 1) является дальнеструйной дождевальной машиной. Все оборудование смонтировано на специальной раме, навешиваемой на гидросистему трактора ДТ-75. Привод насоса и вращение дождевального аппарата осуществляется через редуктор от вала отбора мощности трактора.

Полив проводится позиционно по кругу или сектору. Необходимый напор - 65 м, расстояние между позициями - 100-110 м. Дождевальный аппарат вращается вокруг вертикальной оси, совершая один оборот за 4...5 мин. Вода забирается из открытых каналов или гидрантов закрытой оросительной сети.

Размер поля в направлении, поперечном оросителям, должен быть кратен расстоянию между ними (100...120 м). Крайние оросители нарезают от границ поля на расстоянии, равном половине расстояния между оросителями. Максимально допустимые расстояния между позициями дождевальных машин на оросителе и между оросителями зависят от схемы размещения стоянок на позициях. Длину оросителей принимают 500...1000 м, уклон i ? 0,002.

Основные показатели работы машин зависят от марки используемого трактора. Достоинства дальнеструйных дождевальных машин ДДН-70 - компактность, высокая маневренность, малая металлоемкость. Их используют для полива овощных, кормовых, технических культур, садов, лесопитомников, лугов.

Техническая характеристика дождевальной машины ДДН-70 представлена ниже.

Таблица 1. Техническая характеристика дождевальной машины ДДН-70

Показатели	ДДН-70
Расход воды, л/с	65,0
Напор воды из гидранта, атм.	5,0
Средняя интенсивность дождя, мм/мин	0,48-0,32
Расстояние между позициями и гидрантами, м	90-100
Ширина захвата, м	-
Длина струи, м	70
Длина рабочего крыла, м	-
Расстояние между каналами-трубопроводами, м	90-100
Площадь полива с одной позиции, га	0,8-1,0
Производительность за час, при m=300 м3/га, га/час	0,78
Площадь полива за сезон, га	70
Коэффициент использования времени	0,8
Обслуживающий персонал, чел.	1
Допустимые уклоны участка	0,02-0,005

2. Режим орошения

2.1 Сущность и задачи режима орошения

Режим орошения -- правильное установление и распределение в вегетационный период количества оросительной воды (число, нормы и сроки полива), обеспечивающего оптимальный для данной культуры водный режим корнеобитаемого слоя почвы при данных конкретных природных и агротехнических условиях.

Различают проектный (или расчетный) и эксплуатационный режимы орошения.

Проектный режим разрабатывают при проектировании оросительных систем. От него зависят объемы и сроки подачи воды на поля, размеры каналов, трубопроводов и других сооружений, объемы строительных работ и в конечном итоге стоимость оросительной системы.

Эксплуатационный режим разрабатывают для уже построенных оросительных систем. Он необходим для оперативного и сезонного планирования водопользования.

По степени реализации режим орошения может быть полным (рассчитан на оптимальное удовлетворение потребности растений в воде и получение наивысших урожаев), ирригационно-возможным (рассчитан на ограниченные водные ресурсы) и хозяйственно-возможным (учитываются трудовые ресурсы, сельскохозяйственные машины, поливная техника и др.).

2.2 Качество поливной воды

Чтобы поливная вода не оказала отрицательного влияния на почву, растения и в целом на окружающую среду, она должна удовлетворять определенным требованиям: в отношении содержания солей, токсических веществ и взвешенных частиц, а также температуры.
По температуре поливная вода не должна сильно отличаться от почвы, причем желательно, чтобы в холодные дни поливная вода несколько согревала почву, а в жаркие -- охлаждала ее.

Для полива лучше использовать вечерние, ночные и утренние часы. При орошении водами горных рек или подземными водами с низкой температурой на оросительной системе необходимо устраивать специальные бассейны для согревания воды.

Для полива овощных культур используют воду температурой от 15...18 до 20...26°С в зависимости от зоны (М. Ф. Куликова). В районах жаркого климата, где температура на поверхности почвы достигает 40...50 °С и в пахотном слое удерживается до 25... 30 °С, полив водой температурой 15...18 °С может оказаться вредным.

Взвешенные частицы, содержащиеся в оросительной воде, могут оказывать и положительное, и отрицательное влияние. Вода с большим количеством взвешенных частиц, особенно крупнее 0,1 мм, вызывает заиление водохранилищ и каналов, забивает насосы, трубопроводы и др. В то же время отложение частиц после каждого полива приводит к непрерывному повышению поверхности почвы, улучшению условий ее дренирования и структуры, накоплению питательных элементов, а на песчаных почвах -- к повышенной водоудерживающей способности. Если взвешенные частицы очень мелкие (менее 0,005 мм), они могут ухудшать физические свойства почвы: образуется корка, уменьшается водопроницаемость и аэрация почв. Использование мутной воды при дождевании может также привести к образованию пленки на листьях и в результате-- к снижению фотосинтетической деятельности. На практике не допускается в сеть, в том числе и закрытую, вода, содержащая частицы крупнее 0,10...0,15 мм.

Оросительная вода содержит различные растворенные соли. Наиболее минерализованные -- подземные воды, но встречаются высокоминерализованные воды водохранилищ, прудов и озер. Считается, что при содержании солей до 1...1,5 г/л вода является безвредной для растений. При содержании солей 1,5 ...3 г/л химическим анализом надо выяснить, какие соли растворены в воде. Для хорошо водопроницаемых почв считают предельно допустимыми следующие содержания солей: соды (Na2СОз) -- менее 1 г/л, поваренной соли (NaCl)--менее 3, глауберовой соли (Na2S0 ) --менее 5 г/л. Если общее содержание водорастворимых солей превышает 3 г/л, применять воду для орошения можно только на хорошо водопроницаемых почвах с глубоким залеганием водоупора, при экономном ее расходовании и высокой агротехнике. При содержании солей более 5...6 г/л для орошения вода непригодна.

В настоящее время имеется некоторый опыт по высокоэффективному орошению сенокосов и пастбищ минерализованными водами. Однако ряд зарубежных и отечественных специалистов считают, что тенденция использования минерализованных вод, в том числе и морских, без глубоких исследований может усугубить процессы засоления.

В оросительной воде могут содержаться различные токсические вещества, влияющие на рост растений и качество продукции. Некоторые вещества безвредны для растений, но накопление их в растениях до определенных концентраций может быть опасным для животных и человека.

Таблица 2. Допустимая концентрация элементов

Элемент	Допустимая концентрация, мг/л	Элемент	Допустимая концентрация, мг/л
Алюминий	5,0	Железо	5,0
Мышьяк	0,1	Свинец	5,0
Бериллий	0,1	Литий	2,5
Кадмий	0,01	Никель	0,2
Бор	0,75	Марганец	0,2
Хром	0,1	Молибден	0,01
Кобальт	0,05	Селен	0,02
Медь	0,2	Ванадий	0,1
Фтор	0,2	Цинк	2,0

2.3 Интенсивность дождя. Расчет интенсивности дождя

Структура искусственного дождя характеризуется его интенсивностью, размером капель и равномерностью распределения по орошаемой площади.

Интенсивность дождя выражается его слоем, выпадающим на орошаемую площадь за единицу времени, и измеряется в мм/мин. В связи с различным характером выпадения искусственного дождя различают интенсивность истинную (в точке за короткий промежуток времени) и среднюю (на всей площади поливаемого участка за время полива).

На практике более удобно пользоваться средней интенсивностью дождя:

iср=hср/t (1) или iср=60Q/F

где hср -- средний слой дождя, подаваемый за полив, мм; t - продолжительность полива, мин; Q-- расход дождевальной машины, л/с; F -- площадь полива, м2.

Интенсивность искусственного дождя не должна превышать скорость впитывания воды данной почвой в конце полива на одной позиции. Несоблюдение этого требования ведет к образованию луж и поверхностного стока, возникновению эрозии, что может вызвать ухудшение водно-физических свойств почвы, нарушить ее структуру.

Интенсивность дождя, при которой обеспечивается подача воды в почву заданной поливной нормой без образования на поверхности луж и стока воды, называют допустимой.

Впитывающая способность почвы зависит от многих факторов, поэтому и значения допустимой интенсивности дождя колеблются в довольно широких пределах (0,1…1 мм/мин).

На впитывающую способность почвы влияют также размеры капель дождя. Крупные капли разрушают комковатую структуру верхнего почвенного слоя и снижают его впитывающую способность. С уменьшение размеров капель допустимая поливная норма увеличивается. По данным А.Н.Костякова, размеры капель не должны превышать 1…2 мм.

Равномерность увлажнения почвы зависит от скорости ветра и типа дождевальных машин. Допустимая скорость ветра для дальнеструйных машин составляет 2...3 м/с, среднеструйных -- 4...5 м/с, короткоструйных -- 5...6 м/с. Чтобы снизить воздействие ветра, с полива по кругу переходят на полив по сектору, расположенному в направлении действия ветра, с очередностью смены позиций в противоположном ветру направлении. Это обеспечивает передвижение дождевальных машин по сухой почве. Уменьшают также расстояния между смежными позициями поперек действия ветра, так как сильный ветер вызывает сужение площади полива в направлении, перпендикулярном его действию.

Расчёт интенсивности дождя для дождевальной машины ДДН-70:

Q= 65 л/с;

F= 8000 м2.

iср=60·65/8000=0,4875 мм/мин.

Интенсивность дождя дождевальной машины ДДН-70 составляет 0,4875 мм/мин.

2.4 Сроки полива овощных культур с учетом фаз развития растений

Методы определения сроков полива

Из-за различия метеорологических условий сроки и число поливов для одной и той же культуры в разные годы неодинаковы. Поэтому в проектах орошения сроки поливов рассчитывают на среднесухие, средние и средневлажные годы, а затем в процессе орошения их корректируют согласно погодным условиям.

В настоящее время в практике орошения применяют несколько методов определения сроков полива:

1) по внешнему состоянию растений. Например, у сеянцев при недостатке влаги желтеют части листьев (обычно нижних), наблюдается их увядание в послеполуденные часы и увеличение их опадения. Листья капусты при недостатке влаги покрываются белым сизоватым налетом, а их края несколько подгибаются. Листья томатов при недостатке влаги приобретают темно-зеленую окраску, становится заметной опушенность листьев. Однако применение этого метода требует опытных наблюдателей и не всегда дает точные результаты;

2) по физиологическим показателям. К. А. Тимирязев указывал, что только само растение может дать наиболее правильный и точный ответ водообеспеченности при той или другой влажности почвы. Зная, как протекает тот или иной физиологический процесс, можно довольно точно судить о водообеспеченности растений, а, следовательно, и назначать очередной полив. Овощные культуры лучше растут, когда в клеточном соке содержится 90...95 % воды и 10...6 % сухого вещества. При уменьшении воды в клеточном соке всего на 2 %, то есть до 88 %, процессы роста заметно приостанавливаются. Целесообразные пределы концентрации клеточного сока устанавливают применительно к местным условиям и культурам. Концентрацию клеточного сока определяют полевым рефрактометром прямо в поле. Кроме концентрации клеточного сока, показателями сроков полива могут служить осмотическое давление, сосущая сила, ширина открытия устьиц и др. Эти физиологические показатели растений связаны с влажностью почвы и наиболее объективно отражают состояние водообеспеченности растений;

3) по влажности почвы. Полив проводят, когда запас воды в корнеобитаемом слое снизится до нижнего предела оптимальной влажности (влажность угнетения). В этих целях на орошаемой площади проводят наблюдения за влажностью через 5 суток в поверхностных слоях (до 30 см) и через 10 суток в более глубоких слоях почвы (до 1 м). Влажность определяют весовым методом или влагомерами. Пробы берут по слоям через 10 см, а ниже 30 см -- через каждые 20 см. Систематическое наблюдение за динамикой влажности почвы позволяет найти среднесуточное понижение влажности и точную дату наступления минимального предела оптимальной влажности, то есть дату полива;

4) биоклиматический метод определения сроков полива основан на количественных связях потребления воды культурами с метеорологическими условиями и особенностями самой культуры. Общий расход воды (на транспирацию и испарение) при оптимальной влажности корнеобитаемого слоя почвы может быть приравнен к испаряемости (соотношение между ними составляет 0,81...1,17). Испаряемость определяют по температуре и относительной влажности воздуха. Далее учитывают влияние ритма развития культуры введением дополнительных коэффициентов, составляющих по декадам так называемую биологическую кривую. В начале вегетации коэффициент биологической кривой равен 0,7...0,8, в период максимального роста -- 1,15...1,25, затем -- менее 1,0. Среднесуточное значение испаряемости умножают на коэффициент биологической кривой и получают с допустимой для производственных условий точностью значения суточного расхода воды. Суммированием ежедневных расходов находят расход воды за тот или иной период; вычтя осадки за расчетный период и полезный запас в почве к началу этого периода, получим дефицит испаряемости, то есть недостаток влаги;

5) Северным научно-исследовательским институтом гидротехники и мелиорации разработан метод диагностики времени поливов на основе естественного распределения периодов без эффективных осадков, то есть без осадков более 5 мм/сут. Д. В. Циприс принял 10... 15 дней без эффективных осадков за один единичный засушливый период, 18...22 дня -- за два, 23...28 дней -- за три, а более 29 дней без осадков более 5 мм/сут -- за четыре таких периода. За один единичный засушливый период надо дать один полив на 6...8-й день этого периода. Если выпали эффективные осадки, дату полива переносят в зависимости от количества осадков и температуры воздуха (Табл.3).

Таблица 3. Перенос очередного полива в зависимости от температуры воздуха и осадков, в днях

Температура воздуха, °С	Осадки
	10	15	20	25	30
10…15	5	6	7	9	10
15…20	4	5	6	8	9
20..25	3	4	5	7	8

Для условий северо-востока Нечерноземной зоны РФ единично засушливый период можно принять несколько меньшим -- 10...12 дней, особенно в жаркую и сухую погоду, приурочивая полив к 6...7-му дню этого периода.

Однако каким бы методом ни устанавливали сроки поливов, они всегда должны быть согласованы с фазами развития растений и проведением хозяйственных работ.

В разные фазы роста и развития растения предъявляют неодинаковые требования к окружающей среде, в том числе и к почвенной влаге. Поэтому поливы приурочивают к наиболее чувствительным к недостатку влаги фазам развития растений, когда они потребляют ее в наибольшем количестве. Например, для зерновых культур -- это фазы кушения, выхода в трубку, колошения и налива зерна. Капуста с момента посадки требует частых поливов, но небольшой поливной нормой, а наибольшее потребление воды наблюдается в период образования кочанов.

Поливы, выполненные в сроки, не согласованные с ходом развития растений, приводят к снижению урожая и ухудшению его качества. Так, полив огурцов во время цветения вызывает опадение завязей и образование нетоварной продукции, в то время как полив в период плодоношения способствует увеличению урожая, улучшению формы и вкусовых качеств огурцов. Полив моркови во вторую половину вегетации может вызвать ее загнивание. Поэтому с учетом особенностей культур устанавливают сроки поливов по одному из приведенных способов для каждой культуры и составляют схемы орошения отдельных культур.

Поливные режимы, установленные расчетным (аналитическим), способом, корректируют с данными научных учреждений и передового опыта и изменяют в зависимости от метеорологических условий года.

Сроки и схемы полива овощных культур

Под схемой полива понимают распределение числа поливов в вегетационный период с учетом биологических особенностей культур. Схему полива составляют таким образом, чтобы было бесперебойное снабжение водой сельскохозяйственных культур. В годы с осадками разной обеспеченности и с разным температурным режимом оросительные и поливные нормы будут изменяться, поэтому схемы поливов разрабатывают для лет разной обеспеченности (например, 95-, 75-, 50-, 25%-ной). Однако во всех случаях при эксплуатации эти схемы приходится корректировать с учетом изменения погодных условий, агротехники и фаз развития культуры.

Повышенные требования к содержанию воды (и воздуха) в почве предъявляют овощные культуры в силу своих биологических особенностей. Высокие урожаи овощей можно получить только при достаточной влажности почвы в течение вегетационного периода.

Большинство овощных культур (огурцы, капуста и др.) имеют сравнительно слабо защищенную от излишнего испарения поверхность листьев и поэтому очень отзывчивы на влажность не только почвы, но и воздуха.

Таблица 4. Сроки и схемы полива

Культура	Очередность полива	Фазы развития культуры	Сроки поливов
Капуста ранняя	1-й	Перед высадкой или после высадки рассады	05…10.05
	2-й	Приживание рассады	20…25.05
	3-й	Развитие листьев	05…10.06
	4-й	Завивка кочанов	15…20.06
	5-й	Уплотнение кочанов	01…05.07
Капуста поздняя	1-й	Перед высадкой или после высадки рассады	01…05.06
	2-й	Приживание рассады	15…20.06
	3-й	Развитие листьев	30.06…05.07
	4-й	Завивка кочанов	15…20.07
	5-й	Уплотнение кочанов	25…30.07
	6-й	Рост кочанов	10…15.08
Картофель ранний	1-й	Перед бутонизацией	10…15.06
	2-й	Во время цветения	25…30.06
	3-й	Усиленный рост клубней	10…15.07

2.5 Поливные нормы, оросительная норма. Расчет поливных норм и оросительной нормы по каждой культуре, указанной в задании

Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях поливы следует проводить своевременно и качественно. Необходимо промачивать слой почвы, в котором располагается основная масса корневой системы растений. Это обеспечивает сельскохозяйственные растения в достаточном количестве водой и активизирует микробиологические процессы.

При поверхностном орошении и дождевании применяют периодическую подачу воды отдельными поливами. Здесь используется свойство почвы (ее влагоемкость) удерживать воду и затем постепенно отдавать ее растениям. При таких поливах влажность почвы в течение вегетации не остается постоянной, а изменяется в допустимых пределах. Поэтому необходимо знать, когда начинать полив и сколько давать воды при каждом поливе.

Объем воды, подаваемой на 1 га за один полив, называется поливной нормой m. Ее подают за несколько суток (поливной период), затем наступает межполивной период, до следующего полива.

Поливная норма зависит от свойств и строения почвы в зоне аэрации, расчетной глубины увлажнения (мощности корневой системы), допустимых пределов изменения влажности почвы. Ее определяют как разность влагозапасов максимального после полива и минимального перед поливом:

m=Wmax -Wmin,

Для выражения поливной нормы в миллиметрах слоя воды m0 полученное значение m надо разделить на 10: m0 = 0,1m.

Глубина активного слоя (Н), где находится основная масса корней, зависит в основном от характера и фазы развития поливаемых культур. При орошении зерновых культур глубину Н в начале вегетации назначают равной 0,3…0,4 м, затем увеличивают до 0,6… 0,9 м, . для овощей -- 0,3…0,7 м, для многолетних трав _ 0,2…0,3 м. В питомниках глубина промачивания не должна быть более 0,2…0,4 м, чтобы не развивалась глубокая корневая система, сильно повреждающаяся при выкопке посадочного материала. При поливе садов и лесных насаждений глубина промачивания может быть равна 0,5…1,0 м и более. Глубина промачивания зависит и от влажности нижележащих слоев. В нечерноземной зоне поливами часто увлажняют только верхний слой почвы, тем самым сохраняя достаточную влажность нижних слоев. При глубоком иссушении почвы глубину промачивания следует увеличивать. Запас воды (м3/га) в почве после и до полива рассчитывается по формулам:

Wmax = p· H ·?max,

Wmin = p · H · ?min

где Н - глубина промачивания (активный слой), м

р - скважность почвы в % от её объёма

?max, ?min - влажность почвы в % от скважности

Влажность почвы после полива ?max обычно принимают равной предельной полевой влагоемкости. Нижним пределом ?min влажности почвы обычно является влажность начала угнетения, или влажность разрыва капилляров (по А. А. Роде), когда подвижность почвенной влаги и доступность ее растениям заметно снижается. Влажность обычно принимают равной (0,65…0,70) ППВ для полевых и (0,80…0,85) ППВ для овощных культур. орошение дождевальный растение поливной

Таблица 5. Расчет запаса воды

Культура	Очередность полива	Активный слой, Н, м	Скважность почвы, % от ее объема, р	?max	?min	Wmax	Wmin
Капуста ранняя	1-й	0,10	51	72	50	367,20	255,00
	2-й	0,15	51	72	50	550,80	382,50
	3-й	0,22	51	72	50	807,84	561,00
	4-й	0,25	51	72	50	918,00	637,50
	5-й	0,30	51	72	50	1101,60	765,00
Капуста поздняя	1-й	0,20	51	70	48	714,00	489,60
	2-й	0,25	51	70	48	892,50	612,00
	3-й	0,25	51	70	48	892,50	612,00
	4-й	0,33	51	70	48	1178,10	807,84
	5-й	0,33	51	70	48	1178,10	807,84
	6-й	0,35	51	70	48	1249,50	856,80
Картофель ранний	1-й	0,15	51	66	45	504,90	344,25
	2-й	0,20	51	66	45	673,20	459,00
	3-й	0,25	51	66	45	841,50	573,75

Капуста ранняя:

1-й полив:

Wmax = 0,10 *51 * 72 = 367,20 м3/га

Wmin = 0,10*51*50 = 255 м3/га

2-й полив:

Wmax = 0,15 *51 * 72 = 550,8 м3/га

Wmin = 0,15*51*50 = 382,5 м3/га

3-й полив:

Wmax = 0,22 *51 * 72 = 807,84 м3/га

Wmin = 0,22*51*50 = 561 м3/га

4-й полив:

Wmax = 0,25 *51 * 72 = 918 м3/га

Wmin = 0,25*51*50 = 637,5 м3/га

5-й полив:

Wmax = 0,30 *51 * 72 = 1101,6 м3/га

Wmin = 0,30*51*50 = 765 м3/га

Капуста поздняя:

1-й полив:

Wmax = 0,20 *51 * 70 = 714 м3/га

Wmin = 0,20*51*48 = 489,6 м3/га

2-й полив:

Wmax = 0,25 *51 * 70 = 892,5 м3/га

Wmin = 0,25*51*48 = 612 м3/га

3-й полив:

Wmax = 0,25 *51 * 70 = 892,5 м3/га

Wmin = 0,25*51*48 = 612 м3/га

4-й полив:

Wmax = 0,33 *51 * 70 = 1178,1 м3/га

Wmin = 0,33*51*48 = 807,84 м3/га

5-й полив:

Wmax = 0,33 *51 * 70 = 1178,1 м3/га

Wmin = 0,33*51*48 = 807,84 м3/га

6-й полив:

Wmax = 0,35 *51 * 70 = 1249,5 м3/га

Wmin = 0,35*51*48 =856,8 м3/га

Картофель ранний:

1-й полив:

Wmax = 0,15 *51 * 66 = 504,9 м3/га

Wmin = 0,15*51*45 = 344,25 м3/га

2-й полив:

Wmax = 0,20 *51 * 66 = 673,2 м3/га

Wmin = 0,20*51*45 = 459 м3/га

3-й полив:

Wmax = 0,25 *51 * 66 = 841,5 м3/га

Wmin = 0,25*51*45 = 573,75 м3/га

Поливная норма рассчитывалась:

Капуста ранняя:

1-й полив: m = 367, 2 - 255 = 112,2 м3/га

2-й полив: m = 550,8 - 382,5 = 168,3 м3/га

3-й полив: m = 807,84 - 561 = 246,84 м3/га

4-й полив: m = 918 - 637,5 = 280,5 м3/га

5-й полив: m = 1101,6 - 765,5 = 336,6 м3/га

Капуста поздняя:

1-й полив: m = 714 - 489,6 = 224,4 м3/га

2-й полив: m = 892,5 - 612 = 280,5 м3/га

3-й полив: m = 892,5 - 612 = 280,5 м3/га

4-й полив: m = 1178,1 - 807,84 = 370,26 м3/га

5-й полив: m = 1178,1 - 807,84 = 370,26 м3/га

6-й полив: m = 1249,5 - 856,8 = 392,7 м3/га

Картофель ранний:

1-й полив: m = 504,9 - 344,25 = 160,65 м3/га

2-й полив: m = 673,2 - 459 = 214,2 м3/га

3-й полив: m = 841,5 - 573,75 = 267,75 м3/га

Оросительная норма (М) - объём воды (м3/га), который необходимо подать на 1 га поливаемой площади за весь оросительный период. Оросительный период в мелиорации - время от первого (весной) до последнего (летом и осенью) полива. В Нечернозёмной зоне оросительная норма рассчитывается по формуле:

М=?mn (6),

Капуста ранняя:

М = 112,2+168,3+246,84+280,5+336,6 = 1144,44 м3/га

Капуста поздняя:

М = 224,4+280,5+280,5+370,26+370,26+392,7 = 1918,62 м3/га

Картофель ранний:

М = 160,65+214,2+267,75= 642,6 м3/га

Полученные результаты были внесены в Таблицу 6 (см. ниже).

2.6 Поливные гидромодуль и расходы воды. Расчет поливного гидромодуля и расходов воды по каждой культуре, указанной в задании

На основании поливных норм и сроков полива определяют поливной гидромодуль q, под которым понимают объем воды в литрах (л), подаваемый на 1 га культуры за 1 с:

q = m/ 3.6·t·n,

где m -- поливная норма, м3/га; t -- продолжительность полива, сут; n -- число часов полива в сутки.

Капуста ранняя:

1-й полив: q = 112,2/ 3,6*6*12 = 0,43 л/с

2-й полив: q = 168,3/ 3,6*6*12 = 0,65 л/с

3-й полив: q = 246,84/ 3,6*6*12 = 0,95 л/с

4-й полив: q = 280,5/ 3,6*6*12 = 1,08 л/с

5-й полив: q = 336,6/ 3,6*5*12 = 1,56 л/с

Капуста поздняя:

1-й полив: q = 224,4/ 3,6*5*12 = 1,04 л/с

2-й полив: q = 280,5/ 3,6*6*12 = 1,08 л/с

3-й полив: q = 280,5/ 3,6*6*12 = 1,08 л/с

4-й полив: q = 370,26/ 3,6*6*12 = 1,43 л/с

5-й полив: q = 370,26/ 3,6*6*12 = 1,43 л/с

6-й полив: q = 392,7/ 3,6*6*12 = 1,52 л/с

Картофель ранний:

1-й полив: q = 160,65/ 3,6*6*12 = 0,62 л/с

2-й полив: q = 214,2/ 3,6*6*12 = 0,83 л/с

3-й полив: q = 267,75/ 3,6*6*12 = 1,03 л/с

Поливные гидромодули определяют для каждой культуры. Умножением поливного гидромодуля на площадь, занимаемую культурой, находят расходы воды при каждом поливе:

Q=qF,

где F - площадь, занимаемая культурой, q - поливной гидромодуль.

Капуста ранняя:

1-й полив: q = 0,43*32 = 13,85 м3/с

2-й полив: q = 0,65*32 = 20,78 м3/с

3-й полив: q = 0,95*32 = 30,47 м3/с

4-й полив: q = 1,08*32 = 34,63 м3/с

5-й полив: q = 1,56*32 = 49,87 м3/с

Капуста поздняя:

1-й полив: q = 1,04*66 = 68,57 м3/с

2-й полив: q = 1,08*66 = 71,42 м3/с

3-й полив: q = 1,08*66 = 71,42 м3/с

4-й полив: q = 1,43*66 = 94,28 м3/с

5-й полив: q = 1,43*66 = 94,28 м3/с

6-й полив: q = 1,52*66 = 99,99 м3/с

Картофель ранний:

1-й полив: q = 0,62*22 = 13,64 м3/с

2-й полив: q = 0,83*22 = 18,18 м3/с

3-й полив: q = 1,03*22 = 22,73 м3/с

Часто определяют приведенный (оросительный) гидромодуль, который получают умножением поливного гидромодуля на долю (в процентах) данной культуры в севообороте:

qпр=б·q

Полученные результаты были внесены в Таблицу 7 (см. ниже).

2.7 Длительность полива. Расчет продолжительности полива (стояния) машины на одной позиции по каждой культуре, указанной в задании

Длительность полива зависит от числа и производительности труда поливальщиков, числа и марки дождевальных машин и установок, а также от производительности труда по рыхлению почвы после полива (на пашне).

При поливе дождеванием важно определить продолжительность стояния дождевальных машин на одной позиции, а это позволит рассчитать общую длительность полива и число дождевальных машин. Продолжительность полива машин позиционного действия вычисляют по формуле:

t=0,00167·(m·F·Kи)/Q,

где t - продолжительность полива (стояния) машины на одной позиции, мин; m - поливная норма, м3/га; F - площадь полива с одной позиции, м2; Q- расход воды машиной, л/с; Kи - коэффициент, учитывающий испарение (для Нечернозёмной зоны Kи =0,95).

При расчете поливную норму m берем в среднем по культуре. Подставив значения в формулу, найдем продолжительность стояния машины ДДН-70 на одной позиции:

Капуста ранняя:

t=0,00167*(228,89*8000*0,95)/65=44,69 мин.

Капуста поздняя:

t=0,00167*(319,77*8000*0,95)/65=62,44 мин.

Картофель ранний:

t=0,00167*(214,20*8000*0,95)/65=41,83 мин.

Полученные результаты были внесены в Таблицу 9 (см. ниже).

Таблица 9. Продолжительность стояния машины ДДН-70 на одной позиции

Культура	Продолжительность стояния, мин
Капуста ранняя	44,69
Капуста поздняя	62,44
Картофель ранний	41,83

3. Оросительные системы

3.1 Виды оросительных систем

Оросительные системы должны обеспечивать:

- регулирование водного и воздушного режимов почвы в соответствии с потребностями выращиваемых культур;

- высокую производительность труда на поливе, экономное использование поливной воды, энергии и ресурсов;

- возможность широкой механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства;

- полное полезное использование земельной территории;

- высокую надежность и удобство эксплуатации с применением автоматизации и телеуправления;

- минимум приведенных затрат на строительство и эксплуатацию системы;

- санитарно-гигиенические требования.

Они могут быть межхозяйственными (на территории нескольких хозяйств) и внутрихозяйственными (в пределах одного хозяйства).

По характеру водозабора оросительные системы подразделяются на самотечные (вода поступает в систему самотеком) и с механическим водозабором (воду из источника подают насосные станции). Их выполняют открытыми (в виде открытых каналов или лотков), закрытыми (из напорных и безнапорных трубопроводов) и комбинированными (крупные элементы открытые, остальные закрытые).

3.2 Основные элементы оросительной системы

Регулярно действующая оросительная система включает следующее (Рис.3):

- орошаемые земли;

- водоисточник (река, водохранилище, озеро, скважина);

- головное водозаборное сооружение (плотина, насосная станция, головной шлюз и др.);

- проводящую оросительную сеть (каналы, лотки, трубопроводы) для транспортировки воды до орошаемого поля;

- регулирующую сеть для распределения воды по орошаемому полю;

- дорожную, телефонную и электрическую сеть, производственные постройки;

- сооружения на оросительной, водосборной, дренажной и дорожной сети;

- полезащитные лесные насаждения.

водозаборные сооружения

Водозаборные сооружения забирают воду в оросительную систему из водоисточника. Они должны:

- обеспечивать бесперебойную подачу воды в соответствии с планом водоиспользования на системе независимо от колебаний уровней воды в водоисточнике;

- не допускать попадания из водоисточника в систему песчаных и гравилистых донных насосов и ограничивать поступление взвешенных;

- предохранять систему от поступления избыточных вод во время паводков, а также плавающих тел, льда, шуги;

- быть прочными, долговечными, надежными и безопасными в эксплуатации;

- иметь необходимые водомерные устройства для учета количества воды, забираемой в систему.

Водозаборные сооружения подразделяют на самотечные (обеспечивают подачу воды самотеком) и механические (вода из источника орошения к орошаемой площади подается насосами). Самотечные водозаборы могут быть бесплотинными (сооружают в том случае, если самотечная подача воды в систему возможна при естественных уровнях и расходах в реке без их регулирования) и плотинными (когда естественные уровни и расходы воды в реке не позволяют подавать воду в систему самотеком и самотечную подачу воды обеспечивает водоподъемная плотина).

Проводящая и регулирующая сеть

Оросительная сеть по выполняемым задачам делится на проводящую и регулирующую. Проводящая сеть включает крупные постоянные каналы:

- магистральный или главный канал, трубопровод или лоток забирают воду из источника орошения и проводят ее к орошаемой территории;

- межхозяйственный распределитель забирает воду из магистрального канала и подает ее на территорию нескольких хозяйств;

- хозяйственный распределитель забирает воду из межхозяйственного распределителя или магистрального канала и ...