Проект создания и использования осушительно-оросительной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего государственного образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д.Н. Прянишникова»

Кафедра геодезии и мелиорации

Курсовая работа

по мелиорации на тему:

«Проект создания и использования осушительно-оросительной системы»

Выполнила:

студентка группы Ахб-41

направления «Агрохимия и агропочвоведение»

Шемекеева С.А.

Пермь 2013

1. Условия необходимые для нормального роста и развития растений

Факторы жизни растений и их оптимальные значения, соотношения, влияние на урожай согласно знакам земледелия

Свет

Тепло

Воздух 20-40 % ПВ

Вода 80-60 % ПВ

Питательные № 6-8; Р₂О₅ - 17-25; К₂О - 17-25 мг/100г почвы вещества

Реакция среды по Нг=1-2 мг-экв/100г почвы;

Пористость в % от объема почвы должна быть:

- общая 50-65 (у торфа 80-90);

- капиллярная 35-40 занята водой;

- межагрегатная - 15-25 занята сначала (при ПВ) гравитационной водой, а после ее стока (при НВ) - воздухом.

ПВ- это полная влагоёмкость, то есть максимальное количество воды, которую может вместить почва при условии заполнения всех пор водой, соответствует общей пористости.

НВ-это наименьшая влагоёмкость, то есть максимальное количество воды, которую может удержать почва после свободного стекания гравитационной воды, содержится в капиллярных порах и является верхним пределом оптимального увлажнения почвы.

Нижний предел оптимального увлажнения почвы наступает при влажности разрыва капилляров (ВРК).

Уровень оптимального увлажнения почвы находится в пределах от НВ до ВРК. При орошении влажность почвы не должна опускаться ниже ВРК. При выращивании культур без орошения влажность почвы может снижаться до ВУЗ- влажности устойчивого завядания. Ниже этого уровня растения не могут использовать влагу из почвы, хотя она еще имеется в почве. Почвенная влага в пределах от НВ до ВУЗ считается продуктивной влагой.

Наличие продуктивной влаги пахотном слое более 40мм считается хорошим, от 40 до 20мм - удовлетворительным, в метровом слое более 160мм - отличным, от 160мм до 130мм - хорошим, от 130 до 90мм - удовлетворительным.

Законы земледелия, способствующие наиболее рациональному и эффективному использованию факторов жизни растений (Ф.Ж.Р.).

Закон минимума - фактор, находящийся в минимуме, снижает эффективность других факторов, находящихся в оптимальных значениях, подлежит регулированию в первую очередь.

Закон взаимодействия факторов.

При совместном применении факторов эффективность каждого отдельного фактора повышается и достигает максимума тогда, когда все факторы находятся в оптимальных значениях и соотношениях.

Закон возврата - факторы, выносимые с урожаем (вода и питательные вещества) должны постоянно восполняться.

Природная обеспеченность почв факторами жизни растений и потребность их регулирования. Оптимальные значения и соотношения факторов жизни растений в природе встречаются очень редко. Чаще всего находятся в отрицательных значениях реакция среды, наличие воздуха и питательных веществ. Все они нуждаются в регулировании.

Выполнять эту функцию призвана мелиорация.

Мелиорация как средство регулирования факторов жизни растений (определение, виды, очередность, выполнения).

Мелиорация земель - коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, культуртехнических, химических, противоэрозионных, агролесомелиоративных, агротехнических и других мелиоративных мероприятий.

Наибольшее распространение и применение получила гидромелиорация - это проведение комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих коренное улучшение заболоченных, излишне увлажненных, засушливых, эродированных, смытых и других земель, состояние которых зависти от воздействия воды.

Гидромелиорация земель направлена на регулирование водного, воздушного, теплового и питательного режимов почв на мелиорируемых землях, включает в себя осушение и орошение.

Мелиорация по А.А. Никонову (бывшему президенту ВАСХНИЛ) должна быть:

1) Всесторонней, т.е. комплексной;

2) Социально необходимой;

3) Экологически чистой;

4) Экономически оправданной.

Очередность выполнения мелиораций зависит от потребности растений и мелиорациях и технологических возможностях их выполнения:

1)осушение - при избыточном увлажнении, когда никакие другие виды работ выполнять невозможно;

2) культуртехнические мелиорации (КТМ) освобождение участка от древеснокустарниковой растительности, мешающей выполнению других работ;

3)известкование - при избыточной кислотности и зависимости от нее остальных Ф.Ж.Р.;

4)внесение органических удобрений - при недостатке гумуса и мощности пахотного слоя;

5)внесение минеральных удобрений при недостатке в почве элементов минерального питания;

6)глубокое рыхление почвы - при недостатке в почве воздуха у тяжелых суглинистых и глинистых почв;

7)орошение - при недостатке влаги в почве.

Цель разработки курсового проекта - это проверить способность, применять на практике полученные значения (оценивать обстановку принимать решения, действовать, оценивать результаты, делать выводы).

Задачи курсового проекта - это выработать навыки по:

- определению видов потребных мелиораций и очередности их выполнения;

- разработке технологии выполнения мелиоративных работ;

- программированию урожаев по водному и питательному режимам;

- использованию мелиоративных земель и мелиоративной техники;

- расчету режима работы и потребного количества дождевальных машин и насосных станций;

- расчету экономической эффективности мелиораций;

- анализу полученных результатов и изложения выводов.

мелиоративный урожай дождевальный растение

2. Содержание курсового проекта

2.1 Исходные данные и задание на разработку курсового проекта

Нам по вариантам выдавались топографические планы участков с различными показателями гранулометрического состава почв, глубины залегания грунтовых вод и уровней плодородия и временным переувлажнением за счет атмосферных осадков и притока вод с прилегающего склона и водосбора. Избыточное увлажнение сохраняется на участке до половины лета, а во второй половине лета на участке наблюдается недостаток влаги.

Исходя из этих условий нам предлагается составить проект осушительно-оросительной системы с осушением участка открытыми каналами и орошением из этих же каналов, т.е. одни и те же каналы весной будут выполнять функцию осушителей, а летом- функцию оросителей и будут называться осушители-оросители.

2.2 Проектирование в плане осушительно-оросительной системы, окультуривание участка и намечаемое использование

Оросительная система должна включать комплекс взаимосвязанных сооружений, зданий и устройств, обеспечивающий в условиях недостаточного естественного увлажнения поддержание в корнеобитаемом слое почвы орошаемого массива оптимального водно-солевого режима для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

В состав оросительной системы входят: водохранилища, водозаборные и рыбозащитные сооружения на естественных или искусственных водоисточниках, отстойники, насосные станции, оросительная, водосборно-сбросная и дренажная сети, нагорные каналы, сооружения на сети, поливные и дождевальные машины, установки и устройства, средства управления и автоматизации, контроля за мелиоративным состоянием земель, объекты электроснабжения и связи, противоэрозионные сооружения, производственные и жилые здания эксплуатационной службы, дороги, лесозащитные насаждения, дамбы.

Осушительная система должна включать комплекс взаимосвязанных сооружений, зданий и устройств, обеспечивающий оптимальный водно-воздушный режим переувлажненных земель и надлежащие условия производства сельскохозяйственных работ для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

В состав осушительной системы входят: регулируемая часть водоприемника, проводящая, оградительная и регулирующая сети, насосные станции, дамбы, сооружения на сетях, средства управления и автоматизации, контроля за мелиоративным состоянием земель, объекты электроснабжения и связи, противоэрозионные сооружения, производственные и жилые здания эксплуатационной службы, дороги и лесозащитные насаждения.

В условиях периодических дефицитов влаги в корнеобитаемом слое в составе осушительных систем должны предусматриваться сооружения и устройства, обеспечивающие искусственное увлажнение почв в засушливые периоды. Целесообразность увлажнения должна быть обоснована водно-балансовыми и технико-экономическими расчетами.

Возможные типы водного питания:

Выбирая методы и способы осушения нужно учесть причины избыточного увлажнения, различают 5 основных типов водного питания земель:

1) атмосферный;

2) грунтовый;

3) грунтово-напорный;

4) склоновый;

5) намывной.

Методы и способы осушения:

Методы осушения выбирают и применяют в зависимости от типа водного питания. Каждому типу соответствует свой метод осушения.

Основные методы осушения:

1) При атмосферном типе водного питания - ускорение поверхностного стока;

2) При грунтовом и грунтово-напорном - понижение уровня грунтовых вод;

3) При склоновом - перехват поступающего на осушаемый массив склонового стока;

4) При намывном - ограждение пойм от затопления.

Способ осушения назначают, исходя из метода осушения, который зависит от типа водного питания.

Основные способы осушения:

1) При атмосферном типе водного питания - устройство открытых каналов-собирателей;

2) При грунтовом и грунтово-напорном - устройство дренажных систем, коллекторов, дрен, глубоких каналов, вертикальный дренаж;

3) При склоновом - устройство нагорных каналов;

Проектирование всех элементов осушительной системы производится в определенной последовательности: начинают с проектирования проводящей части осушительной сети, оградительной сети и, затем, проектируют регулирующую сеть.

Трасса магистрального канала прокладывается по самым низким отметкам поверхности осушаемого массива, используя в первую очередь, естественные протоки, тальвеги и другие, хорошо выраженные понижения. Магистральный канал должен принимать воду самотеком с любой точки площади, подлежащей осушению. Положение магистрального канала должно, по возможности, обеспечивать двухсторонний прием воды. Уклоны магистральных каналов определяются уклонами поверхности осушаемой территории и предельно допустимым скоростям на размыв, заиление и зарастание. Минимальный уклон - 0,0002

Расположение транспортирующих собирателей и дренажных коллекторов должно отвечать некоторым условиям. Они должны трассироваться по границам полей севооборота, севооборотных участков. При трассировании транспортирующих собирателей и коллекторов надо учитывать последующее размещение регулирующей сети. Уклоны для транспортирующих собирателей следует принимать не ниже 0,0004, а при плоском без уклонном рельефе - 0,0003. Уклон дренажного коллектора должен быть не менее 0,002, чтобы предотвратить заиление и закупорку трубы коллектора.

В случае ограждения осушаемых земель от поступления поверхностной воды, стекающей с вышележащего водостока, проектируются нагорные каналы. Они прокладываются вдоль верхней границы осушаемой территории, у подножия склона с уклонами 0,0003 - 0,0005, вода из нагорных каналов сбрасывается в проводящую сеть осушительной системы.

Регулирующая осушительная сеть состоит из сети каналов и дрен для сбора избыточной поверхностной и грунтовой воды, непосредственно на осушаемой площади, для создания и поддержания в корнеобитаемом слое оптимального водно-воздушного режима, отвода собранной воды в проводящую сеть.

Наиболее совершенным типом осушительной сети является закрытая осушительная сеть, в основе которой лежит регулирующая сеть в виде закрытых дрен. Дрена - закрытый канал, на дне которого укладывается водопроводящий материал. Наибольшее применение на практике осушения находит гончарный дренаж: керамические трубки длиной 93 см., диаметром от 5 до 25 см. укладываются на дно траншеи впритык одна к другой.

Осушители- оросители должны располагаться с обеих сторон магистрального канала и иметь к нему уклон не менее 0,0005, который рассчитывается по формуле:

i = ,

где i- уклон канала;

Нв - отметка горизонтали в истоке канала, м;

Нн - отметка горизонтали в устье канала, м;

Lвн - длина канала, м.

Расположение осушителей с заданным уклоном определяется отдельно для каждой половины участка с обеих сторон магистрального канала. Все осушители должны располагаться параллельно установленному расположению первого осушителя с заданным уклоном.

Расстояние м/д осушителями - оросителями должны устанавливаться в зависимости от:

1) рекомендуемых расстояний для различных почв Нечерноземной зоны: - 40-80 м - для торфа, тяжелого суглинка и глины;

- 80-140 м - для среднего суглинка;

- 140-200 м - для легкого суглинка и супесьсмеси;

2) ширина захвата дождевальных машин, которые будут применяться для орошения участка. Это могут быть машины ДДН-100 и ДДА-100МА, которые могут забирать воду из открытых каналов и имеют ширину захвата при поливе, равную 120 м. Решающее значение в выборе расстояний м/д осушителями - оросителями имеет ширина захвата дождевальных машин. Следовательно, на всех почвах будет одинаковое расстояние м/д осушителями - оросителями, равное 120 м.

Устья осушителей, впадающих в магистральный канал с разных сторон, не должны сходиться в одной точке, а должны быть смещены, примерно, на 20-25 м, чтобы уменьшить заполнение магистрального канала.

От истока магистрального канала в обе стороны участка параллельно осушителям должны отходить нагорные каналы, перехватывающие воду, поступающую с прилегающих склонов.

После нанесения на план всех каналов, на осушительной сети нужно запроектировать дополнительные сооружения:

· Два-три моста ч/з магистральный канал,

· Дороги с обеих сторон магистрального канала,

· Трубы-переезды под дорогами в каждом осушителе,

· Шлюзы-регуляторы уровня воды в магистральном канале около каждого моста.

Расстояние м/д подпорными щитками и количество подпорных щитков рассчитвается по формулам:

b_расч.=,

n= , b_факт.=,

где L - длина оросительного канала, м

Н- наибольший слой воды в канале, м (=1,0 м);

h - наименьший слой воды в канале, м (=0,5 м);

i - уклон канала;

n - расчетное количество подпорных щитков, округляется в большую сторону до целых, шт;

b_расч. - расчетное расстояние м/д подпорными щитками, м;

b_факт - фактическое расстояние м/д подпорными щитками, м.

Расчет:

i= = ==0,0006

b_расч====832м

n===1,2=2

b_факт=1000/2=500 м/50м/см=10см

2.3 Программирование урожаев по водному и питательному режимам

Чтобы получать запланированные урожаи культур при наименьших затратах, необходимо, согласно законам земледелия, создать для растений оптимальные сочетания и значения факторов жизни растений. В природе такие условия встречаются редко, поэтому человек должен сам регулировать эти факторы.

В Нечерноземной зоне при естественных условиях урожайности культур ограничивается, прежде всего, повышенной кислотностью почвы. На втором и третьем местах сдерживающими факторами могут оказаться либо воздух (на тяжелых почвах), либо питательные вещества (на остальных почвах). Дополнительная потребность в воде (при обычных условиях) отодвигается на третий и четвертый план. Однако в последнее время почти каждый второй год в нечерноземной зоне бывает засушливым и тогда потребность во влаге резко возрастает. Приемы регулирования кислотности почвы и воздуха в ней (известкование и глубокое рыхление почвы) были рассмотрены выше, а вот обеспеченность почв водой и питательными веществами и дополнительную потребность в них следует еще определить.

Определение возможной урожайности культур при естественном увлажнении и дополнительной потребности в поливной воде для получения плановой урожайности.

Расчет возможной урожайности культур при естественном увлажнении и дополнительной потребности в воде для получения плановой урожайности следует вести по форме таблицы №1 и формулам приведенным ниже.

Формулы расчета водопотребления и водообеспечения сельскохозяйственных культур:

1. Еплан= Уплан*К, м3/га

2. Морос-- Eплан-Eeст, м3 /га

3. Еест =Wпрод+Wос+Wгр м3/га

4. Wпpoд= 100*Н*А(Внв - Ввуз), м3/га

5. Wocaд= P*a*10, м3/га

6. Wrpyнт= Wгр-сут*Двег,м3/га

7. m=100*Н*А(Внв-Вппв), м3/га

8. n= M/m, раз

9. Уест=Еест, т/га,

где Еплан - плановое суммарное водопотребление, м3/га;

Уплан- плановая урожайность культур, т/га;

К - коэффициент водопотребления, м3/т;

М - оросительная норма, м3/га;

Еест - возможное суммарное водопотребление за счет естественного увлажнения, м3/га

Wпрод- запас продуктивной влаги к началу вегетации, м3/га;

Wос- количество воды, поступившее с осадками за вегетационный период, м3/га;

Wгр - количество воды, поступившее из грунтовых вод за вегетационный период, м3/га; m - поливная норма, м3/га;

n - количество поливов, раз;

Уест - возможная урожайность при естественном увлажнении, т/га;

Н- глубина исследуемого слоя почв, г/см3

А - объемная масса исследуемого солоя почвы, г/см3

Внв - влажность почвы, соответсвующая наименьшей влагоемкости, в процентах от массы АСП;

В врк - влажность почвы, соответствующая влажности разрыва капилляров, в процентах от массы АСП;

Ввуз - влажность почвы, соответствующая влажности устойчивого завядания, в процентах от массы АСП

а - коэффицент использования осадков, =0,6-0,8;

Р - сумма осадков за период вегетации культуры, мм

Wгр-сут. - суточный расход воды из грунтовых вод (м3/га сут.) зависящий от глубины залегания грутовых вод и гранулометрического состава почвы;

Двег. - продолжительность вегетационного периода культур, суток;

10 - коэффицент перерасчета осадков из мм в м3/га;

Вппв-предполивная влажность почвы, в % от НВ

W_прод.=100*Н*А*(В_нв-В_вуз), мг³/га

W_{прод.т.с.}=100*1,0*1,50*(21-11)=1500 м³/га

W_осад=Р*а*10, м³/га

W_осад=168*0,8*10=1344 м³/га

W_грун=W_гр-сут*Д_вег, м³/га

W_гр=4*80=320 м³/га

m=100*Н*А*(В_нв-В_ппв), м³/га

m=100*0,35*1,32*(30-)=249,48=250

Влажность почвы в процентах от массы АСП (абсолютно сухой почвы):

- для слоя 0-20 см максимальное значение из предложенного интервала;

- для слоя 0-100 см - минимальное.

Порядок расчетов.

Запасы продуктивной влаги нужно определять в метровом слое и принять одинаковыми для всех культур.

Для определения количества воды, потребляемой растениями из осадков, выпавших в течение вегетационного периода. Затем по формуле 5 определить количество воды, используемой растениями из осадков на формирование урожая каждой культуры отдельно.

Для определения количества воды, используемой из грунтовых вод, необходимо знать: продолжительность вегетационного периода культур (прил. 3) и среднесуточной расход из фунтовых вод, который, в свою очередь, зависит от гранулометрического состава почвы и глубины залегания грунтовых вод. Общий расход определяется путем умножения продолжительности вегетационного периода на среднесуточный расход из грунтовых вод (формула 6).

Возможное суммарное водопотребление за счет естественного увлажнения определяется путем сложения запаса продуктивной влаги и влаги, используемой растениями из осадков и грунтовых вод.

Возможная урожайность при естественном увлажнении определяется путем деления возможного суммарного водопотребления за счет естественного увлажнения на коэффициент водопотребления.

Плановое суммарное водопотребление определяется путем умножения плановой урожайности на коэффициент водопотребления.

Оросительная норма - есть разница между плановым суммарным водопотреблением и возможным водопотреблением за счет естественного увлажнения.

При расчете поливной нормы следует учитывать водопроницаемость почвы и интенсивность дождя дождевальных машин. В каком слое они совпадают, на ту глубину и требуется рассчитывать поливную норму. Поливная норма должна быть в пределах 200-300 м3/га.

Количество поливов определяется путем деления оросительной нормы на поливную и выражается в целых числах.

Общую потребность в поливной воде следует определять путем умножения оросительной нормы на площадь поля и выражать в тыс.м3 с начала по культурам, а потом по севообороту.

После заполнения этой таблицы, ее данные необходимо проанализировать, сделать соответствующие выводы и выдать рекомендации.

При анализе этой таблицы необходимо:

1) выявить культуры, не нуждающиеся в орошении;

2) установить причину этого явления:

- либо мало суммарное водопотребление;

- либо велико естественное увлажнение за счет близкого залегания грунтовых вод, большого количества осадков или запаса продуктивной влаги;

3) сделать вывод об эффективности орошения на данном участке;

4) предложить возможные действия:

- либо исключить из намечаемого севооборота те культуры, которые не нуждаются в орошении, и заменить их более влаголюбивыми,

- либо вообще не создавать на этом участке оросительную систему из-за высокого уровня естественного увлажнения вследствие близкого залегания грунтовых вод;

5) вернуться к этой таблице и окончательной оценке выводов по ней после оценки экономической эффективности орошения на этом участке.

Определение возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности при естественном увлажнении и плановой урожайности - при орошении необходимо для выравнивания факторов (воды и питательных веществ ) чтобы получить одинаковую урожайность.

Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности при естественном увлажнении и плановой урожайности при орошении следует вести по форме таблиц № 2 и 3.

Методика выполнения расчетов указана на таблицах. Исходную информацию о содержании питательных веществ в почве (мг/100г) взять из задания.

Расчет вести для получения урожая зеленой массы. Возможную урожайность при естественном увлажнении и плановую при орошении взять из предыдущей таблицы (1).

Таблица 1.Расчет возможной урожайности культур при естественном увлажнении и потребности в поливной воде для получения плановой урожайности

Культуры	Площадь, га	Суммарное водопотребление за счет естеств. увл., м3/га	Коэффициент водопотребления, м3/т	Возм. урож. при ест. увлажнении, т/га	Плановая урожайность, т/га	Плановое суммарное водопотребление, м3/га	Оросительная норма, м3/га	Поливная норма, м3/га	Кол-во поливов, раз	Потребность поливной воды на всю площадь, тыс.м3
		Запас продуктивной влаги в почве	Поступление в период вегетации	Всего
			С осадками	Из грунтовых вод
1	2	3	4	5	6(3+4+5)	7	8(6/7)	9	10(9*7)	11(10-6)	12	13(11/12)	14(11*2)/1000
Однолетние тр. с подсевом многолетних трав	20	1500	1344	320	3164	120	27	20	2400	-	250	-	-
Многол.тр. I г.п. на сенаж	20	1500	2128	480	4108	100	41	40	4000	-	250	-	-
Многол.тр. II г.п	20	1500	2128	480	4108	110	37	45	4950	842	250	4	17
Многол.тр. III г.п	20	1500	2128	480	4108	120	34	50	6000	1892	250	8	38
Многол.тр.I V г.п	20	1500	2128	480	4108	130	32	45	5850	1742	250	7	35
Многол.тр. V г.п	23	1500	2128	480	4108	140	30	40	5600	1492	250	6	34
Картофель	23	1500	1656	360	3516	120	29	40	4800	1284	250	6	30
Морковь	23	1500	2128	480	4108	100	41	50	5000	892	250	4	21
Капуста	23	1500	2232	480	4108	80	52	100	8000	3892	250	16	90
Кормовая свекла	20	1500	2552	560	4612	80	58	120	9600	4988	250	20	100

Таблица 2. Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности при естественном увлажнении

Культуры и площади полей, га	Виды питательных веществ	Содержание питательных веществ в почве	Коэф. исп. пит. в-в из почвы	Возм. использ. пит. в-в из почвы, кг д.в. с 1 га	Вынос пит. в-в 10 т урожая кг д.в.	Возм. урож. при ест. плодородии, т/га	Возм. урож. при ест. увлажнении, т/га	Вынос пит. в-в урожаем кг д.в.	Треб. внести пит. в-в с удобр. кг д.в. на 1 га	Коэф. исп. пит. в-в из удобр.	Треб. внести пит. в-в всего
		мг/100 г почвы	кг д.в. на 1 га									На 1 га кг д.в.	На всю площадь ц. д.в
1	2	3	4(3*36)	5	6(4*5)	7	8(6/7*10т)	9	10(9*7)/10т	11(10-6)	12	13(11/12)	14(13*1)/100
Однолетние тр. с подсевом многолетних трав	N	2,1	75,6	0,2	15	50	3	27	135	120	0,6	200	40
	Р2О5	9	324	0,12	39	20	19		54	15	0,25	60	12
	К2О	8	288	0,12	35	40	9		108	73	0,6	122	24
Многол.тр. I г.п. на сенаж	N	2,1	75,6	0,2	15	22	7	41	90	75	0,6	125	25
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		115	76	0,25	304	61
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		238	203	0,6	338	68
Многол.тр. II г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	44	3	37	163	148	0,6	247	49
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		104	65	0,25	260	52
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		215	180	0,6	300	60
Многол.тр. III г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	66	2	34	224	209	0,6	348	70
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		95	56	0,25	224	45
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		197	162	0,6	270	54
Многол.тр.I V г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	66	2	32	211	196	0,6	327	65
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		90	51	0,25	204	41
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		186	151	0,6	252	50
Многол.тр. V г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	66	2	30	198	183	0,6	305	70
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		84	45	0,25	180	41
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		174	139	0,6	232	53
Картофель	N	2,1	75,6	0,2	15	50	3	29	145	130	0,6	217	50
	Р2О5	9	324	0,12	39	20	19		58	19	0,25	76	17
	К2О	8	288	0,12	35	80	4		232	197	0,6	328	75
Морковь	N	2,1	75,6	0,2	15	32	5	41	131	116	0,6	193	44
	Р2О5	9	324	0,12	39	16	24		66	27	0,25	108	25
	К2О	8	288	0,12	35	50	7		205	170	0,6	283	65
Капуста	N	2,1	75,6	0,2	15	31	5	52	161	146	0,6	243	56
	Р2О5	9	324	0,12	39	12	32		62	23	0,25	92	21
	К2О	8	288	0,12	35	40	9		208	173	0,6	288	66
Кормовая свекла	N	2,1	75,6	0,2	15	27	6	58	157	142	0,6	237	47
	Р2О5	9	324	0,12	39	10	39		58	19	0,25	76	15
	К2О	8	288	0,12	35	50	7		290	255	0,6	425	85

Таблица 3. Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения плановой урожайности при орошении

Культуры и площади полей, га	Виды питательных веществ	Содержание питательных веществ в почве	Коэф. исп. пит. в-в из почвы	Возм. использ. пит. в-в из почвы, кг д.в. с 1 га	Вынос пит. в-в 10 т урожая кг д.в.	Возм. урож. при ест. плодородии, т/га	Плановая урожайность при орошении, т/га	Вынос пит. в-в урожаем кг д.в.	Треб. внести пит. в-в с удобр. кг д.в. на 1 га	Коэф. исп. пит. в-в из удобр.	Треб. внести пит. в-в всего
		мг/100 г почвы	кг д.в. на 1 га									На 1 га кг д.в.	На всю площадь ц. д.в
1	2	3	4(3*36)	5	6(4*5)	7	8(6/7*10т)	9	10(9*7/10т)	11(10-6)	12	13(11/12)	14(13*1/100)
Однолетние тр. с подсевом многолетних трав	N	2,1	75,6	0,2	15	50	3	20	100	85	0,6	142	28
	Р2О5	9	324	0,12	39	20	19		40	1	0,25	4	0,8
	К2О	8	288	0,12	35	40	9		80	45	0,6	75	15
Многол.тр. I г.п. на сенаж	N	2,1	75,6	0,2	15	22	7	40	88	73	0,6	122	24
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		112	73	0,25	292	58
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		232	197	0,6	328	66
Многол.тр. II г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	44	3	45	198	183	0,6	305	61
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		126	87	0,25	348	70
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		261	226	0,6	377	75
Многол.тр. III г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	66	2	50	330	315	0,6	525	105
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		140	101	0,25	404	81
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		290	255	0,6	425	85
Многол.тр.I V г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	66	2	45	297	282	0,6	470	94
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		126	87	0,25	348	70
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		261	226	0,6	377	75
Многол.тр. V г.п	N	2,1	75,6	0,2	15	66	2	40	264	249	0,6	415	95
	Р2О5	9	324	0,12	39	28	14		112	73	0,25	292	67
	К2О	8	288	0,12	35	58	6		232	197	0,6	328	75
Картофель	N	2,1	75,6	0,2	15	50	3	40	200	185	0,6	308	71
	Р2О5	9	324	0,12	39	20	19		80	41	0,25	164	38
	К2О	8	288	0,12	35	80	4		320	285	0,6	475	109
Морковь	N	2,1	75,6	0,2	15	32	5	50	160	145	0,6	242	56
	Р2О5	9	324	0,12	39	16	24		80	41	0,25	164	38
	К2О	8	288	0,12	35	50	7		250	215	0,6	358	82
Капуста	N	2,1	75,6	0,2	15	31	5	100	310	295	0,6	492	113
	Р2О5	9	324	0,12	39	12	32		120	81	0,25	324	74
	К2О	8	288	0,12	35	40	9		400	365	0,6	608	140
Кормовая свекла	N	2,1	75,6	0,2	15	27	6	120	324	309	0,6	515	103
	Р2О5	9	324	0,12	39	10	39		120	81	0,25	324	65
	К2О	8	288	0,12	35	50	7		600	565	0,6	942	188

В заключение посчитать итоговую потребность питательных веществ каждого элемента в целом по севообороту.

После выполнения расчетов и определения дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности культур при естественном увлажнении и плановой - при орошении посчитать экономические возможности хозяйства по приобретению потребного количества питательных веществ, с экономической эффективностью орошения и принять решение о целесообразности создания оросительной системы и дополнительного приобретения питательных веществ.

Если экономическая эффективность орошения незначительна, то и нет смысла приобретать дополнительные питательные вещества.

При высокой же экономической эффективности орошения потребность в дополнительных питательных веществах бесспорна и для их приобретения, может быть, есть смысл взять даже кредит.

Окончательные выводы о потребности питательных веществ нужно делать после расчета экономической эффективности мелиорации.

2.4 Расчет режима работы и потребного количества дождевальных машин и насосных станций для выполнения полива на участке

Сначала необходимо выполнить расчеты продолжительности полива на одной позиции (для машин, работающих позиционно) и количества проходов по одному месту, чтобы выдать поливную норму (для машин, работающих в движении).

Эти расчеты следует вести раздельно по приведенным ниже формулам.

После выполнения расчетов для машин позиционного действия необходимо сделать заключение о продолжительности полива на одной позиции и всего участка, о потребном количестве машин и продолжительности рабочей смены.

Для машин, работающих в движении, в заключении нужно указать: потребное количество проходов по одному месту, чтобы выдать поливную норму, скорость движения машины, количество машин и продолжительность рабочей смены.

После определения потребного количества дождевальных машин необходимо выполнить расчеты потребных насосных станций по приведенной ниже методике.

А. Расчеты для машин, работающих позиционно.

1. Расчеты продолжительности полива на одной позиции

tпозиц.=К*m*Sпоз*100/60*g ,мин;

t_позиц==510000/6000=85 мин.;

1. Расчет продолжительности полива всего участка

t_уч=, час;

t_уч==30000/360=83ч.

3.Расчет среднесуточного расхода воды за вегетационный период

m_{сред-сут}=, м³/га*сут;

m_{сред-сут}==51 м³/га*сут

4. Расчет продолжительности межполивного периода m

Д_мпп=m/m_ср-сут,сут;

Д_мпп=250/51=5 сут.

5. Расчет потребного количества дождевальных машин для однократного полива участка при нормальной продолжительности рабочей смены

n=t_уч-ка/t_смен*Д_мпп ,шт ;

n=83/10*5=1,66=1 шт.

6. расчет потребной продолжительности рабочей смены при кратном (целом) количестве дождевальных машин

T_{смен.факт}=t_уч-ка/n*Д_мпп, час;

Т_{смен.факт}=83/1*5=16,6 час

Вывод: Требуется 1 ДДН-100, который будет работать 85 мин на каждой позиции и по 16,6 часов в смену. Б. Расчеты для машин, работающих в движении.

1. Расчет потребного количества проходов по одному месту, чтобы выдать поливную норму при произвольной скорости движения

П=К*m*b*V/36*g, раз;

П=1,2*250*120*0,6/36*130=21600/4680=4,62(5 раз)

2.Расчет потребной скорости движения дождевальной машины, чтобы выдать поливную норму за целое количество проходов

V=36*g*П/К*m*в, км/ч;

V=36*130*5/1,2*250*120/*=23400/36000=0,65 км/ч

3. Расчет продолжительности полива всего участка

t_уч-ка=К*m*S_уч-ка/3,6*g ,час;

t_уч-ка=1,2*250*112/3,6*130=33600/468=72ч

4. Расчет среднесуточного расхода воды за вегетационный период

m_ср-сут=Е_план /Д_вег м/га*сут;

m_ср-сут=5620/51=51м³/га*сут

5. Расчет продолжительности межполивного периода

Д_мпп=m/m_ср-сут, сут.;

Д_мпп=250/51=5 сут.

6. Расчет потребного количества дождевальных машин для однократного полива всего участка при нормальной продолжительности рабочей смены ( 10 часов)

n=t_уч-ка/t_смен*Д_мпп,шт=72/10*5=1шт.

7. Расчет потребной продолжительности рабочей смены при кратном ( целом) количестве дождевальных машин

Т_{смен.факт}=t_уч-ка/n*Д_мпп,час ; Т_{смен.факт.}=72/1*5=14,4 ч.

Вывод: Требуется один ДДА-100МА, который будет делать по 5 проходов по одному месту со скоростью 0,65 км/ч, чтобы выдать поливную норму и работать по 14,4 часов в смену. Условные обозначения к формулам расчётов продолжительности полива и потребного количества дождевальных машин:

К - коэффициент, компенсирующий потери при поливе= 1,1-1,2;

m - поливная норма, м3/га (табл. 1);

Sпозиц.- площадь полива на одной позиции, га;

Syч-ка- площадь участка ( орошаемых культур), га;

g - расход воды дождевальной машиной, л/с;

Еплан - плановое суммарное водопотребление ( среднее по орошаемым культурам), м3/ га;

Двег - продолжительность вегетационного периода культур, суток;

tсмен - средняя продолжительность рабочей смены в летний период = 10 часов;

в - ширина захвата дождевальной машины ДДА - 100М и ДДА - 100МА= 120 метров; V - скорость движения машин, км/ч;

П - количество проходов по одному месту , чтобы выдать поливную норму;

п - потребное количество машин.

Расчет потребных насосных станций

Насосные станции для подачи воды на орошаемый участок и обеспечения полива подбираются по трем параметрам:

- необходимой подаче воды, л/с;

- высоте всасывания, м;

- необходимому напору, м.в.ст. Потребная подача воды зависит:

-от количества дождевальных машин и их расхода;

- способа подачи воды (по трубопроводам или открытым каналам).

Если будет работать одна дождевальная машина, и вода к ней будет подаваться по трубопроводу, то подача воды будет соответствовать расходу дождевальной машины.

Если вода будет подаваться по открытым каналам, то потребуется расчет форсированного расхода воды по формуле:

Qфорс=g*f/u,

где Qфорс - форсированный расход воды, л/с;

Q - обычный расход воды, л/с;

f - коэффициент форсирования = 1, 25;

u - коэффициент полезного действия = 0,75. Необходимый напор насосной станции определяется по формуле:

Нполн=Нгеодез+Нтр.+Нгидр.,

где Нполн- суммарные потери напора в оросительной сети, м. вод. столба;

Нгеодез - геодезические потери - разница (м) между самой верхней отметкой, куда должна подаваться вода, и самой нижней, откуда должна забираться вода (Нполн= Нв-Нн),

Нтр - потери напора в трубопроводе, которые зависят от расхода воды дождевальной машиной, диаметра и длины трубопровода и определяется по формуле:

Нтр=LТР*hТР/100, м.в.ст.,

где LТР - длинна трубопровода, м

hТР -потери напора в трубопроводе на каждые сто метров длины, соответствующие расходу воды и диаметру трубопровода.

Если в оросительной сети применяется трубопроводы различного диаметра, то для каждого диаметра потери напора вычисляются отдел...