Можливість модернізації зрошувально-дренажної та осушувально-зволожувальної меліоративних систем

Продуктивність і стійкість функціонування національного агропромислового комплексу, життєдіяльність та добробут людей залежать, у першу чергу, від наявності та рівня використання місцевих земельних і водних ресурсів.

Якщо Україна земельними ресурсами, порівняно з іншими державами, забезпечена (площа сільгоспугідь на одного жителя становить біля 0,7 га), то за водними ресурсами є однією з найменш забезпечених у Європі (у засушливий рік біля 1,0 тис. м³ на людину).

За кліматичними умовами 75 % загальної площі сільськогосподарських угідь знаходяться у зоні нестійкого (35 %) та недостатнього (40 %) природного водозабезпечення. Ці регіони потерпають від періодичних посух і суховіїв. Ще 15 % земель у поліській зоні зазнають впливу надлишкового зволоження та періодичного затоплення.

Науковими дослідженнями і практикою доведено, що на зазначених територіях гарантом підвищення рівня ефективності аграрного виробництва та зменшення його залежності від несприятливих природно-кліматичних умов є водні меліорації (осушення і зрошення земель). Система організаційно-господарських і агротехнічних заходів при їхньому впровадженні здійснює значний вплив на гідрологічні, гідрогеологічні, кліматичні і ґрунтові умови на меліорованих і прилеглих до них районах. На жаль зміна гідрогеологомеліоративного стану часто призводить до негативних екологічних наслідків.

Так, забезпечення посушливих регіонів водними ресурсами здійснюється, головним чином, за рахунок перерозподілу річкового стоку за допомогою великих магістральних каналів (Північно-Кримського, Каховського, Дніпро-Донбас та інших). Більша частина води, що надходить цими каналами, використовується у сільському господарстві та для зрошення земель, площа яких на сьогодні становить 2,3 млн. га (біля 7 % сільгоспугідь країни). Завдяки зрошувальним меліораціям у 3...5 разів підвищились урожаї сільськогосподарських культур, значно зросли економічні показники землеробства.

Проте, нераціональне використання води, порушення режимів зрошення, відсутність належного дренажу, підвищена хімізації сільгоспугідь, застосування потужної агротехніки і важких меліоративних машин, недотримання технології зволоження ґрунтів викликали низку проблем: погіршення меліоративного стану зрошуваних і прилеглих до них земель та населених пунктів, втрату рекреаційних і рибогосподарських ресурсів водоприймачів (включаючи акваторію Чорного і Азовського морів), зазнали значних змін природні ландшафти, видовий склад і численність флори та фауни.

Рис. 1 Фрагмент зрошувально-дренажної системи. 1 - насосна станція; 2 - розподільчий трубопровід; 3 - розподільчий колодязь; 4 - польовий трубопровід; 4 - розподільчий колодязь; 5 - гідрант із засувкою; 6 - дощувальна машина; 7 - арматура на напірній мережі; 8 - закритий колектор; 9 - відкритий колектор; 10 - гирлова споруда; 11 - спряжуючий колодязь; 12 - трубчата дрена; 13 - колодязь для промивки дрен; 14 - дрена-зрошувач; 15 - ділянковий колектор-зрошувач; 16 - спряжуючий колодязь із запірним пристроєм; 17 - розподільчий канал; 18 - гідрант для підключення шлангового агрегату; 19 - МШП; 20 - шлюз-водовипуск; 21 - перегороджуюча споруда; 22 - водовипуск із каналу в колектор

Заміна ШДМ “Дніпро” на МШП з власними двигунами і насосними установками дає можливість відмови від потужних насосних станцій, силових ліній електропередач, високонапірної мережі зі значною кількістю споруд й арматури. Забір води на полив буде здійснюватися власними насосами МШП із дренажної мережі. Для цього слід частково змінити конструкцію і параметрами деяких горизонтальних дрен та оснащати їх додатковими гідрантами (рис. 1. б).

Така заміна дощувальної техніки модернізує зрошувальну систему шляхом поєднання зрошувальної та колекторно-дренажної мережі.

При відмові від зрошувальної мережі і поєднанні її з дренажною мережею значно зменшаться вартість, метало- і енергоємність системи, зменшиться протяжність труб на 10...15 м/га. За рахунок підвищення мобільності МШП збільшиться коефіцієнт використання техніки поливу у 4...5 разів, значно зменшиться значення розрахункових витрат і водозабір на полив [3].

Суттєве зменшення величини гідромодуля при переході на полив МШП зумовить зміну конструкції і параметрів провідних зрошувальних мереж та режимів забору і подачі води. Існуючі параметри магістральних, між- і внутрігосподарських водоводів значно перевищуватимуть необхідні витрати при переході на полив МШП у внутрігосподарських мережах. Для погодження подачі води і забору у таких випадках слід передбачати регулюючі ємності води. За попередніми розрахунками об'єм таких басейнів становитиме до 25...30 тис. м³ на 100 га зрошуваної площі. При глибині води 2,5...3,0 м їхня площа займатиме менше 1 га і коефіцієнт земельного використання зменшиться на незначну величину. Крім того басейни можна використовувати і для інших господарських потреб.

Наявність регулюючих ємностей дозволить спростити умови експлуатації зрошувальної мережі, перейти на періодичну роботу провідної мережі, змінити технологію поливу. Наприклад, відмінити поливи в жаркий період дня. Наприклад, відмінити поливи в жаркий період дня. Використання МШП на поливи забезпечить можливість переходу на оптимальні режими зволоження, коригування строків і норм поливів залежно від їхнього призначення та ландшафтних умов кожної ділянки зрошуваного масиву, упровадження контурно-меліоративного землеробства.

Особливо доцільним є упровадження МШП та поєднання дренажних і зрошувальних мереж на перезволожених землях, які потребують осушувально-зволожувальних систем.

Осушувальні системи характеризуються значною амплітудою ґрунтових і рельєфних умов. Тому при проектуванні систем двосторонньої дії необхідно поєднувати різні способи осушення і різні способи та техніку зволоження земель у межах конкретної ділянки.

Найбільш поширеною системою осушення земель є закрита колекторно-дренажна мережа, яка забезпечує необхідний водно-повітряний режим у ґрунті за рахунок пониження або підняття рівня ґрунтових вод (РГВ).

Основним способом регулювання РГВ вважається шлюзування, тобто підняття рівнів води у провідних каналах, її розподілення по елементах регулюючої мережі з подальшим підняттям ґрунтових вод і забезпечення необхідної вологості розрахункового шару ґрунту. Джерелом води для зволоження при цьому можуть бути внутрішні ресурси (попереджувальне шлюзування), або подача води на зволоження із зовнішніх джерел.

Шлюзування як спосіб зволоження осушувальних земель має низку недоліків, до яких можна віднести: нерівномірність зволоження, погіршення аерації грунтів, пересушення верхніх шарів грунту, значні втрати води при зволоженні, невідповідність поливних норм, погіршення умов відтворення грунтів.

Але використання серійних дощувальних машин, включаючи і широкозахватних у цих умовах ускладнено та неефективно.

Більш доцільно на осушених землях використовувати малогабаритні шлангові дощувальні пристрої з власною насосно-силовою установкою. Такі пристрої не потребують визначеної форми меліорованого масиву, дозволяють коригувати поливні норми кожної ділянки поля залежно від її природних, господарських і кліматичних умов. І, що найбільш важливо, при їхній роботі можна використовувати існуючу колекторно-дренажну мережу та відмовитися від стаціонарної зрошувальної мережі.

При цьому один агрегат МШП витратою до 7...10 л/с за рахунок мобільності може забезпечити поливами до 50...60 гектарів осушених земель за вегетаційний період.

Для забезпечення поливів пересувними дощувальними пристроями дренажний колектор слід використати як польовий зрошувальний трубопровід, параметри якого треба підібрати залежно від витрати дощового пристрою та кількості одночасно працюючих (рис. 2). Так при одночасні роботі двох дощових агрегатів з витратою 7 л/с кожний діаметр колектора слід прийняти 150...200 мм. Швидкість руху води у ньому при водозаборі становитиме 0,75...0,80 м/с.

Рис. 2 Фрагмент дренажно-зрошувальної системи. 1 - осушувальний канал; 2 - зрошувальний канал; 3 - колектор-зрошувач; 4 - дрени; 5 - запірний пристрій; 6 - гирлова споруда; 7 - водовипуск із зрошувальноо каналу в колектор; 8 - перегороджуюча споруда; 9 - гідрант для підключення МШП; 10 - дощувальний пристрій (МШП); 11- дощувальний насадок; 12 - стояк гідранта; 13 - клапан-заглушка; 14 - зажимний пристрій

Колектор-зрошувач при цьому слід обладнати гідрантами-заглушками спрощеної конструкції та запірним пристроєм у гирловій споруді.

Подачу води у колектор-зрошувач можна здійснювати за допомогою водовипуска із зрошувального каналу та спрягаючого колодязя.

Висновки

1. Поєднання дренажних і зрошувальних мереж з використанням пересувних шлангових дощувальних агрегатів з власними силовими установками на меліоративних системах дозволить ліквідувати зрошувальні мережі, лінії електропередач, стаціонарні насосні станції, напірну зрошувальну мережу та широкозахватні дощувальні машини.

2. Використання шлангових дощувальних пристроїв значно зменшить вартість меліоративних систем, підвищить їхню ефективність, забезпечить впровадження контурно-меліоративного землеробства, збереже земельні і водні ресурси.

3. Наведені розробки носять теоретичний характер і потребують польових досліджень для висновку щодо впровадження їх у виробництво.

Література

1. Козішкурт М.Є., Сухачов О.В. Необхідність зміни технологій дощування земель // Вісник УДУВГП. Збірник наукових праць. Випуск 5 (18). Рівне. 2002. С. 78-86.

2. Козішкурт М.Є., Козішкурт С.М. Ще раз про переваги, недоліки та шляхи підвищення ефективності дощування земель // Вісник УДУВГП. Зб. наукових праць. Випуск 1 (25). Рівне. 2004. С. 51-61.

3. Козішкурт М.Є., Козішкурт С.М. Дренажно-зрошувальна система поєднана // Вісник НУВГП. Зб.наукових праць. Випуск 3 (35). Рівне. 2006. С. 50-57.

Размещено на Allbest.ru