Мелиоративные системы и сооружения

Одним из наиболее эффективных способов очистки сточных вод и охраны водных ресурсов от загрязнения ими является почвенный метод, применяемый на земледельческих полях орошения. Земледельческими полями орошения (ЗПО) называют участки орошения сельскохозяйственных культур сточными водами. Орошение сточными водами на ЗПО по сравнению с орошением чистой водой имеет следую особенности: прием сточных вод на очистку проводится ежедневно в течение всего года; глубина промачивания почвы (аэрируемый слой) должна обеспечивать надежную очистку и обезвреживание поступающих со сточной водой неразложившихся органических веществ и микроорганизмов; бактерии не должны попадать в грунтовые воды; почва должна промачиваться сточной водой; сброс сточных вод за пределы ЗПО не допускается, а проникновение их за пределы корнеобитаемого слоя должно быть ограничено.

Если земледельческие поля орошения работают только летом, строят дополнительно поля фильтрации для приема сточных вод в неполивной период.

ЗПО организуют с целью использования предварительно очищенных сточных вод городов и поселков для полива сельскохозяйственных культур. Эти системы включают приемный бассейн сточных вод, насосные станции для перекачки к местам первичной очистки воды, очистные резервуары или пруды, трубопроводы для полива по бороздам, полосам или дождеванием.

22. Суммарное водопотребление, оросительная и поливная норма. Исходные материалы и порядок составления планов водопользования

Суммарное водопотребление, оросительная и поливная норма. Исходные материалы и порядок составления планов водопользование

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

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

Оросительную норму можно определить из уравнения водного баланса:

Мор=Е-Рос-Wг-(Wn-Wу)+П,

где Е- суммарное водопотребление ,мі/га;

Рос - сумма полезных осадков за вегетацию, мі/га;

Wг - количество воды, используемое растениями за счет грунтовых вод, мі/га

Wn и Wу - запасы почвенной влаги в корнеобитаемом слое, соответственно во время посева и уборки урожая, мі/га;

П - потерн воды при поливах и на промывной режим, мі/га.

Суммарное водопотребление (мі/га) за период вегетации можно опре¬делить по следующей формуле:



Е=ky

где k - коэффициент водопотребления, (мі/га);

у- планируемый урожаи, ц/га.

Суммарное водопотребление за вегетацию можно также определить по биоклиматическому методу, разработанному A.M. и СМ. Алпатьевыми.

Этот метод основан на эмпирических зависимостях суммарного водопотребления от дефицита влажности воздуха и коэффициента биологической кривой растения. Биологические кривые представляют собой зависимость суммарного водопотребления (Е) от суммы дефицитов влажности воздуха за расчетный период (Уd).

Для орошаемых районов рекомендуют постоянные декадные значения k, пользуясь которыми можно определить Е при условии оптимального увлажнения расчетного слоя почвы:

Е=К Уd (3)

где Е - суммарное водопотребление, мм;

К - коэффициент биологической кривой, мм/мб;

Уd - сумма дефицитов влажности воздуха, мб.

Биоклиматический коэффициент представляет собой слой воды в мм, расходуемой на испарение почвой и транспирацию растениями при дефиците влажности воздуха в 1 миллибар. Его величина зависит от биологических особенностей культуры, фаз ее развития и от климатических условий отдельных природных зон.

Расчет оросительной нормы производится следующим образом: 1) Составляется ведомость расчета дефицита водного баланса с/х культур. Подекадно от посева (после перехода среднесуточной температуры через 5° С) до конца периода водопотребления в зависимости от поливной культуры устанавливаются по данным наблюдений ближайшей к проектируемому участку метеостанции: d - среднесуточный дефицит влажности воздуха, мб; Р - сумма осадков, мм;

t- среднемноголетняя декадная температура воздуха, °С

Устанавливается сумма среднесуточных дефицитов влажности по декадам, мб:

Уd = nd

3) Подекадно рассчитывается количество используемых осадков при 75% обеспеченности, мм:

Ро=мРКр

Где м-коэффициент использования осадки. Принимается равным для степной зоны 0,6; для лесостепной-0,7

Кр - модульный коэффициент для определения осадков заданной обеспеченности:

Кр = ФСv+1,

где Ф - нормированное отклонение от среднего значения ординат биноминальной кривой обеспеченности. Принимается в зависимости от коэффициента асимметрии Q и заданной обеспеченности.

4) Определяется сумма среднесуточных температур по декадам:

Уt°=nt°

5) Устанавливается подекадная сумма среднесуточных температур воздуха с поправкой на приведение к 12-часовой продолжительности дня; для чего Уt° умножается на поправочные коэффициенты



23. Водная эрозия почв, ее виды и формы проявления. Общие положения эксплуатации отдельно расположенных гидротехнических сооружений

Водная эрозия почв, ее виды и формы проявления. Общие положения эксплуатации отдельно расположенных ГТС

Водную эрозию подразделяют на два вида: плоскостную (разрушение и смыв почвы носит площадной характер) и линейную (смыв почвы с образованием глубоких промоин и рытвин происходит локально по трассам поверхностных потоков).

При плоскостной эрозии уменьшается мощность плодородного слоя почвы на полях. Талые и дождевые воды, стекая по поверхности почвы, всегда увлекают какое-то количество почвенных частиц и в виде взвесей выносят их в ручьи и реки. По мере увеличения интенсивности стока уносятся все более мелкие и ценные для почвы частицы, остается песок. При этом ухудшаются водно-физические свойства почвы, она теряет структуру; ухудшаются агрохимические свойства почвы, она становится малоплодородной. Один сильный ливень на черноземах выносит до 600 кг азота, 400 кг фосфора и 500 кг калия с гектара. При высокой степени эродированности может быть смыт полностью почвенный слой вплоть до материнской породы и могут оголиться подпочвенные слои, состоящие из песков и галечников. Так образуются непригодные для сельского хозяйства эродированные почвы.

Плоскостная эрозия проявляется тем сильнее, чем больше уклоны поверхности (особенно при уклонах более 0,025), меньше водопроницаемость подпочвенных горизонтов, интенсивнее ливни и больше площадь формирования склонового стока.

Интенсивность смыва зависит в решающей степени от состояния поверхности почвы: на залуженных и залесенных землях смыв во много раз меньше, чем на распахан ных, особенно если вспашка выполнена вдоль склона. Интенсивность эрозии зависит от влажности почвы, степени ее распыленности: чем меньше влажность почвы, тем больше она смывается и сносится ветром. Поэтому склоны южной и западной экспозиций больше смыты,чем северные и восточные.

При линейной эрозии образуются овраги, которые уменьшают площади сельскохозяйственных угодий и порождают мелкоконтурность.

При формировании поверхностного стока концентрированные потоки, часто приуроченные к отдельным понижениям поверхности (борозда, рытвина), воздействие воды на почву возрастает. Сосредоточенные потоки pyчейковой сети размывают почву, образуя рытвины и траншеи. Постепенно дождь за дождем вызывают их углубление, они превращаются в овраги. Каждый овраг, если его не закрепить, растет при паводках, продвигаясь вдоль по склону. Растут и его боковые отвершки. Возрастающий поток воды размывает дно, углубляет овраг, при этом откосы его из-за подмыва теряют устойчивость и разрушаются. Продукты эрозии со склонов и береговой эрозии выносятся в низовье оврага, где отлагаются в виде шлейфа.

Рост оврага в естественных условиях прекращается, если уменьшилось поступление воды или русло углубилось в плотные, неразмываемые грунты, а откосы каналов уположились до устойчивых для данного грунта. Такой овраг постепенно зарастает древесной и кустарниковой растительностью и травой, он превращается в балку.

Овраги приносят большой вред сельскому хозяйству по следующим причинам: под ними пропадает большая площадь земель, вдоль оврагов не распахивают полосы шириной до 20 м -- это дополнительная потеря земли; овраги рассекают поля, мешают производительно использовать сельскохозяйственную технику, возникает необходимость строительства мостов; овраги сильно дренируют территорию, вызывая понижение уровней грунтовых вод и иссушение почв; в зимний период в них сносится много снега, тем самым ухудшается влагообеспеченность полей; овражные воды с большой мутностью загрязняют и заиливают реки и поймы.

Гидротехнические мероприятия применяют на крутых склонах с большими площадями водосборов, когда агротехнические и лесомелиоративные мероприятия оказываются недостаточными. Основу их составляет террасирование склонов, включающее следующие разновидности террас: гребневые, ступенчатые и траншейные.

Гребневые террасы бывают с горизонтальными и наклонными валами. Террасы с горизонтальными валами применяют при уклонах 0,02...0,12 на легких почвах. Валы высотой 30...40 см отсыпают параллельно горизонталям поверхности. Поперечное сечение валов треугольное с заложением откосов 1 : 3...1 :4, шириной понизу 2...4 м (рис. 171). Валики насыпают грейдером, террасером или плугом. Расстояние между заградительными валами и их высоту определяют на полное задержание расчетного слоя стока между валами.

При больших уклонах поверхности (0,12...0,25) рас->; стояния между террасами очень малые, поэтому гребневые террасы не устраивают. Вместо них применяют ступенчатые террасы (рис. 173). При их устройстве выполняют срезку грунта в верхней половине террасы и отсыпку его в нижней. Благодаря этому уклон склона уменьшается до безопасного в отношении смыва. Ступенчатые террасы в зависимости от направления искусственного уклона поверхности подразделяют на наклонные горизонтальные и наклонные с обратным уклоном (скамьевидные).

Рис. 174. Траншейная терраса:

1 -- поверхность земли до террасирования; 2-- почвенный слой; 3--грунт.

На крутых склонах (уклон более 0,2) применяют траншейные террасы, на которых выращивают сады, чай, цитрусовые культуры. В траншейных террасах чередуются канавы, вырытые вдоль горизонталей, и земляные валы, насыпанные из вынутого грунта у нижнего края канав (рис. 174). Устраивают их так: при рытье канав плодородный почвенный слой складируют на верховой стороне канавы, а подпочвенный грунт -- на низовой в вал. После проходки канавы ее засыпают гумусированной плодородной почвой, в случае необходимости ее дополнительно срезают с террасы. В бывшую канаву с плодородной почвой высаживают деревья, а из бесплодного грунта формируют оградительный вал.

Меры борьбы с оврагами

Основное направление борьбы с ростом оврагов-- регулирование стока талых и дождевых вод. Осуществляется это применением агротехнических, лесотехнических и гидротехнических мероприятий.

Агротехнические мероприятия применяют те же, что и для борьбы с плоскостной эрозией.

Лесотехнические мероприятия включают водопоглощающие лесные полосы (рассмотрены выше), а также приовражные и прибалочные лесные полосы. Последние размещают по границам полей на 3...5 м от бровок оврагов и балок. Ширина этих полос до 30...50 м. Кроме того, по склонам самого оврага, его отвершков и на днищах размещают сплошные лесонасаждения для закрепления берегов и предотвращения размыва.

Гидротехнические мероприятия по борьбе с оврагами можно подразделить на три группы: задерживающие сток на приовражной полосе; обеспечивающие сброс воды в овраг без размыва русла; сооружения для укрепления вершин, дна и откосов оврага от размыва.

Сооружения для задержания воды на приовражной полосе включают водозадерживающие валы и канавы. Канавы копают по горизонталям поверхности, из вынутой при этом земли с низовой стороны насыпают вал.

Водоуловительные канавы имеют глубину 0,6...0,7 м, ширину по дну 0,3 м, заложение откосов 1 : 1. Размеры вала те же: высота 0,6...0,7 м, ширина 0,3 м, гребень горизонтальный. Ширину бермы от бровки канавы до вала принимают 0,5 м. Водоуловительные канавы и валы располагают рядами вокруг вершин оврага и его отвершков, расстояние первого ряда от края оврага10 м. Расстояние между рядами валов определяют расчетом в зависимости от уклона поверхности склона и объема стока воды к оврагу. Для повышения эффективности задержания вод концы вала (шпоры) плавно закругляют вверх по склону с радиусом закругления 15...25 м. Для сброса избыточной воды из обвалованных участков в нижележащие в валах устраивают разрывы, которые укрепляют дерном, камнем или плетнем. Сооружения для спуска воды в овраги включают нагорные каналы, которыми окаймляют «врат с двух сторон. Вынутый грунт отсыпают в валы с низовой стороны канала. Каналы выводят в вершину Цистой)) оврага или его отвершков и сбрасывают воду через специальные гидротехнические сооружения. Нагорные каналы трассируют с уклоном более 0,005. При подходе к оврагу дно и откосы укрепляют камнем.

Вершинные овражные сооружения бывают трех типов: быстротоки, перепады и лотки-консоли.

24. Использование вод местного стока для орошения. Эксплуатация участков орошения на местном стоке

Использование вод местного стока для орошения. Эксплуатация участков орошения на местном стоке.В периодически засушливых зонах и зонах неустойчивого естественного увлажнения наряду с использованием водных ресурсов крупных рек большое значение имеют воды местного стока и малых рек. Местным стоком называют поверхностные воды, стекающие в течение года с относительно небольшой водосборной площади.

Районы степи и лесостепи в гидрологическом отношении характеризуются неравномерным распределением стока: весной он составляет около 70...96%, в оросительный же период в большинстве случаев не превышает 5...20%. Сток в многоводные годы может во много раз превышать сток маловодного. Поэтому использование местного стока без регулирования ограничено или невозможно.

Используют местный сток и для сельскохозяйственного водоснабжения животноводческих ферм, с целью рыбоводства и разведения водоплавающей птицы. Регулирование местного стока осуществляют путем устройства в пониженных местах, балках, лощинах, оврагах, на малых реках водохранилищ, прудов или лиманов для задержания талых вод.

Воды местного стока подают на поля по сети каналов, труб в течение всего вегетационного периода, а в районах Заволжья, Северного Казахстана и некоторых других используют для лиманного орошения, при котором орошаемая площадь получает воду только один раз весной во время снеготаяния.

Орошение на местном стоке -- один из важнейших источников увеличения производства продуктов сельского хозяйства. В районах неустойчивого увлажнения местный сток используют для поднятия и обеспечения устойчивости урожаев в засушливые годы, а также для создания плодовых, овощных и животноводческих баз вокруг городов и промышленных центров.

Создание водохранилищ и лиманов имеет большое хозяйственное и гидрологическое значение для засушливых районов. Задержание весеннего стока уменьшает половодья, усиливает внутренний влагооборот местности и грунтовое меженное питание рек, задерживается вода, которая во время снеготаяния и ливней смывает почву, образует овраги, разливы и наводнения. Таким образом, регулирование местного стока -- один из способов борьбы с водной эрозией почвы.

Массовое строительство водохранилищ и лиманов содействует изменению климата засушливых районов, повышая их увлажнение. Особенно велико значение этих мероприятий в сочетании с защитными лесонасаждениями, снегозадержанием. Водохранилища, пруды, водоемы имеют большое эстетическое значение для жителей этих районов.

Орошение на местном стоке, осуществляемое с помощью небольших систем, доступно хозяйствам и группам хозяйств.

На небольших участках оросительная сеть состоит из одного подводящего канала или трубопровода и нескольких временных оросителей и дождевальных машин. Поливы проводят как самотеком (по бороздам, напуском по полосам), так и дождеванием.

Водозабор из источника орошения самотечный с помощью подпорного сооружения (плотины-перемычки) или с машинным водоподъемом.

Место для устройства водохранилища выбирают с учетом топографических, геологических, мелиоративных и других условий. При этом стоимость водохранилища и затопления полезной площади должна быть наименьшей, условия для экономии воды и поддержания требуемого санитарного режима -- наилучшими, а потери на фильтрацию под плотиной и в обход ее, а также в грунт ложа -- минимальными.

Орошаемые поля располагают вблизи водохранилищ, но не в зоне подпора грунтовых вод. На поля воду подают самотеком или насосной установкой с минимальной высотой всасывания. Трассу канала выбирают с учетом топографических и геологических условий.

Выбор створа плотины для задержания местного стока -- один из важнейших вопросов при проектировании. Размещение плотины выше по водотоку приводит к уменьшению водосборной площади, вместимости водохранилища, но позволяет увеличить командную площадь для самотечного орошения. При выборе створа плотины должно быть учтено и удобство для сброса излишних паводковых вод.

Под водохранилище выбирают место с прочным основанием под плотиной и водонепроницаемым грунтом под ложем водохранилища. Под плотиной и водосбросом не должно быть оползней и родников, а также действующих оврагов. При строительстве плотины необходим грунт для устройства плотины.

Водохозяйственные расчеты по использованию местного стока должны определять наиболее эффективные соотношения между объемом водохранилища и полезной отдачей воды на орошение и другие хозяйственные нужды.

Водохранилища проектируют с сезонным (однолетним) или многолетним регулированием. Сезонное регулирование устраивают в том случае, когда расчетное потребление воды не превышает годового стока при заданном проценте обеспеченности, а многолетнее -- при расчетном потреблении, превышающем сток.

При многолетнем регулировании стоимость строительства плотины и сооружений водохранилища значительно выше, чем при сезонном. Однако такое водохранилище позволяет орошать большие площади, обеспечивать водой в бессточные или маловодные годы, снизить стоимость водосбросного сооружения, так как водохранилище в этом случае аккумулирует большие объемы паводковых вод.

При расчете водохранилищ могут встретиться следующие условия: удобные для орошения и благоприятные для создания водохранилищ участки, где водные ресурсы ограничены (в этом случае площадь орошения определяется водосборной площадью и стоком воды в водохранилище); объем водохранилища определяется площадью пригодного участка земли для орошения. При наличии достаточных водных ресурсов объем чаши водохранилища ограничен топографическими условиями (в соответствии с этим определяют площадь орошения, избыток водных и земельных ресурсов).

Если орошаемые участки в большинстве случаев небольшие, водохранилища проектируют обычно с сезонным регулированием весеннего стока и расчетной обеспеченностью, равной около 80%.



25. Водопользование в зоне крупных водохранилищ. Виды орошения земель

Водопользование в зоне крупных водохранилищ. Виды орошения земель.

При эксплуатации водохранилищ регулирование стока может быть суточным, недельным, сезонным, многолетним и специальным. При суточном регулировании перераспределяют сравнительно равномерный приток воды в течение суток. Это регулирование удовлетворяет в основном запросы гидростанций, судоходства и водоснабжения. Недельное регулирование обеспечивает расчетное водопотребление в течение недели, расходы изменяют по дням недели. Это в основном требуют гидро-энергетика и водоснабжение. Сезонное или годичное регулирование предусматривает запас стока в многоводный период для использования в маловодный. Многолетнее регулирование выравнивает сток на протяжении ряда лет. Накопление воды происходит в многоводные годи, расходование -- в маловодные. Специальное регулирование проводят в тех случаях, когда потребление воды отдельными участниками комплекса переменное, например лесосплав. При лесосплаве необходимо суточное, недельное регулирование и попуски для поддержания скоростей и глубин в реках. Возникают попуски для судоходства и рыбного хозяйства, а также подачи воды для затопления пойменных лугов и лиманов. Регулирование стока рядом водохранилищ в пределах бассейнов облегчает удовлетворение противоречивых запросов участников комплексов, использующих воду. Годичное и многолетнее регулирование проводят на больших водохранилищах. Использование полезного объема водохранилища проводят с учетом запросов участников комплекса на основе диспетчерских графиков, которые разрабатывают по данным прогнозов стока, запросов участников и водохозяйственных расчетов.

Необходимо предусматривать водоохранные санитарные зоны в близи водозабора, попуски воды в нижний бьеф, обеспечивать санитарные расходы; орошение и осушение -- водохранилища необходимо заполнять в паводки, создавать максимальные запасы стока, бесперебойную подачу воды на орошение., избегать зимнего затопления земель, используемых под посевы, обеспечивать весеннее затопление пойменных земель на массивах сенокосов; гидроэнергетика -- поддерживать напоры, обеспечивающие! пропуск через турбины наибольшей части стока, проводить суточное и недельное регулирование стока, желательно срабатывать водохранилища до уровней мертвого объема до начала весенних паводков, наполнять водохранилище до предельных уровней, что повысит мощность и выработку электроэнергии; водный транспорт и лесосплав -- в навигацию необходимо поддерживать нужные глубины по трассе, - проводить в засушливые периоды попуски в нижний бьеф для создания глубин воды в реке, не проводить суточное и недельное регулирование стока, что может вызвать резкие колебания уровней воды в нижнем бьефе; рыбное хозяйство -- поддерживать постоянные уровни в водохранилище в периоды нереста рыб, обсыхание нерестилищ наносит вред воспроизводству рыб. После нереста и появления мальков понижать уровни воды в водохранилище на 1...1.5 м, чтобы ложе покрылось растительностью и служило нерестилищем на следующий год. Не рекомендуется допускать повышение и сработку Уровней воды в летний период. В нижнем бьефе необходимо обеспечить попуски для поддержания уровней в местах нерестилищ рыбы.

Виды орошения земель. Орошение делят на увлажнительное, удобрительное и специальное.

Увлажнительное орошение создает в почве нужный водный и воздушный режимы. Оно нужно везде, где растения не обеспечены требуемым количеством воды в течение всего вегетационного периода или его части. Этот вид орошения является основным в СССР и других странах.

Разделяют регулярное и однократное увлажнительное орошение. При регулярно действующем орошении почва увлажняется в нужные сроки и в требуемом количестве в течение всего вегетационного периода.

При поступлении воды в оросительную сеть из источника орошения самотеком орошение называется самотечным; при машинном подъеме воды из источника орошения в оросительную сеть (насосами и др.) -- машинным. Регулярно действующее самотечное орошение является основным, а машинное составляет более 7з всей орошаемой площади.

При однократно действующем орошении почва увлажняется только раз в год путем затопления площади. Если затопление проводят ранней весной водой весеннего стока, то такое орошение называют лиманным, а если используют воду из каналов в период паводка в реке -- паводковым.

Удобрительное орошение применяют для внесения удобрения в почву с помощью воды, которая, являясь растворителем удобрений, транспортирует их в увлажняемый слой почвы. Сюда относится полив сточными водами городской канализации, стоками животноводческих комплексов, а также полив полыми водами, содержащими большое количество взвешенных наносов, которые отлагаются на орошаемых землях и удобряют их.

К специальным видам орошения относят почвоочищающее, отеплительное и др.

Почвоочищающее орошение применяют для удаления из почвы избытка вредных солей, для истребления вредителей сельскохозяйственных растений, например мышей, личинок майского жука и филлоксеры, путем затопления водой очищаемой почвы.

Отеплительное орошение применяют для согревания почвы, поливая ее водой, более теплой, чем сама почва, что позволяет удлинить вегетационный период. К этому виду также относится противозаморозковое дождевание.



26. Пруды-накопители. Зимняя эксплуатация ГТС.Зимняя эксплуатация сооружений

В зимних условиях с наступлением устойчивых морозов по водотоку идет шуга. Совпадая с наполнением чаши водоема, шуга задерживается в водохранилище и накапливается в зоне вклинивание кривой подпора. В этом случае глубокая сработка уровня воды не допустима из-за возможной задвижки льда на сооруж. Особенно следует обращать внимание на возможность забивки шугой решеток водозаборных и сбросных отверстий.

Максимальный для зимних условий уровень воды в водохранилище должен устанавливаться с учетом подпора его ледяного покрова. В суровые зимы при образовании ледяного покрова значительной глубины, уровень воды лучше держать постоянным, стараясь сбрасывать воду в НБ.

При необходимости сработки уровня воды темпы снижения д.б. значительно уменьшены против обычных летних, чтобы не вызывать разрушения крепления откосов, лед д. оседать плавно на откосы. Поднятие уровня воды в водохр. м.производить только после начала таяния льда.

За долго до начала устойчивых холодов устанавливается специальное оборудование предназначенное для обогрева затворов и конструкции(компазиционно-резестивный материал). Д.б. опробованы и тестированы и приведено в рабочее состояние. Обогрев конструкции следует проводить периодически в зависимости от температуры воздуха. В случае образование льда следует скалывать ломом или топором проделывая это постоянно. Бывают пластинчатые, столбчатые КРматериалы. Техническая удельная мощность от 50-800 Вт на погн.метр t=120-140°С. Система состоит из нагревательного элемента, соединенных с помощью специальных упругих электропроводящих процессов, который помещен в гидроизолированный корпус.

Нельзя допускать замерзания воды, фильтруемой через земляные сооружения, промерзания дренажных устройств и банкеты. В этих случаях следует сооруж.укрывать хворостом и

др. подручными средствами. При наполнении водоохран. В зимний период на гидроузле устанавливают круглосут. дежурство.

27. Поверхностное орошение, его виды, достоинства и недостатки. Водомерные посты наблюдательные скважины

Поверхностный способ наиболее древний способ орошения. Он подразделяется на орошение по полосам, по бороздам, орошение по чекам и орошение затопление. Оросительная сеть является временной, т.е. ее нарезают ежегодно, обычно осенью при помощи специальных машин. Орошение по бороздам применяют для полива пропашных культур (хлопчатник, кукуруза, сахарная свекла) картофель, овощи и бахчевые культуры. Полив по бороздам может быть использован на всех основных орошаемых почвах, не требует значительных объемов планировочных работ. Полив по бороздам не вызывает столь интенсивного разрушения структуры, как полив по полосам. По сравнению с другими видами поверхностного полива наиболее экономичны в отношении затрат воды полив, поскольку позволяет применять значительные меньшие поливные нормы. Различают глубокие и мелкие, проточные и тупые, затопляемые и незатопляемые поливные борозды. Преимущества полива по бороздам - глубокое увлажнение почвы при сохранении структуры пахотного



горизонта, возможность подобать умеренные поливные нормы; недостатки -неравномерное увлажнение почвы по длине борозды, не высокая производительность труда поливальщика при сравнительно не больших затратах ручного труда, невозможность подавать небольшие поливные нормы. Полив по полосам применяют для орошения с\х культур преимущественно сплошного сева на планированных участках при уклонах поверхности земли: поперечных не более 0,002. продольных - не более 0,015. Полив напуском по полосам проводят по двум схемам:1 с головной подачи воды, которое из временного оросителя поступает непосредственно в голову полосы; 2. с боковой подачи воды, которое из временного оросителя поступает в выводные борозды, а из них на полосы. Несмотря на сравнительно высокую производительность поливальщика, этот способ имеет существенные недостатки- неравномерность полива, уплотнение почвы, разрушение структуры верхнего слоя. Полив затоплением применяют главным Понятие водопотребления для расчета прудов-накопителей подразумевает потребность в воде для заданной кратности разбавления сточных вод

Порядок расчета

1. Определяются ежегодные объемы половодье за nлет. 2. Для каждогоnлетия определяются объемы сбрасываемых сточных вод.

3. Находятся остаток вод за nлет.

4. Определяется регулируемый объем накопителя с учетом сезонной емкости.

Есть пруды-накопители непрерывного действия. Такой пруд отличается тем, что сброс сточных вод осуществляется в реку в течении всего года с соблюдением заданного предельного насыщения для весны и для межени. Его расчет также сводиться к расчету регулирующего объема пруда- накопителя Vрег.

образом для орошения риса и трав, как влагозарядковый полив и для промывки засоленных земель. Он наиболее прост и приемлем на землях с небольшими уклонами или на без уклонных массивах с не высокой водопроницаемостью почвы. Недостаток этого способа полива - применение больших поливных норм, при которых может произойти заболачивание и засоление земель, если нет дренажа или оттока грунтовых вод. Кроме того, сплошные земляные валики на поле препятствуют прохождению почвообрабатывающих и уборочных с/х машин. Для обеспечения установленного плана распределения воды и экономного ее использования системы оснащаются гидрометрическими постами, на которых систематически учитываются расходы и сток воды, протекающей по оросительным водосбросным каналам. Применяются два метода учета воды: русловой и гидравлический. В последнем случае расходы измеряют при помощи протарированных ГТС, имеющихся в пунктах учета, или специальных водомеров. В качестве водомеров используют открытые нерегулируемые сооружения со свободным истечением, открытые однопролетные регулируемые сооружения и др водомерные сооружения по своему назначению разделяются на две основные группы: водомеры и водомеры-водовыпуски или водомеры-регуляторы расхода. К водомерным сооружениям относят также специальные сооружения-автоматы, регулирующие пропуск постоянных расходов или обеспечивающие поддержание в каналах постоянных уровней воды. Наблюдательные скважины устраивают для наблюдения и определения уровня грунтовых вод. Наблюдения ведут с целью перераспределения расходов воды по каналам регулирования уровней грунтовых вод на полях

28.Оросительные системы и их элементы.Экспл. Ирраг. Водохр

Оросительная система состоит из следующих элементов: массива и источника орошения; водозаборного сооружения, регулирующего подачу воды из водоисточника в оросительную систему; магистрального канала или трубопровода, подающего воду от водозаборного сооружения к орошаемому; массиву до распределительной сети; распределительной сети каналов или трубопроводов, воду к отдельным хозяйствам (хозяйственные распределители) и полям, (внутрихозяйственные распределители) и полям (участковые каналы). Водоотводящей сети, состоящей из: сбросной сети -- для опорожнения оросительных каналов; водосборной сети -- для сбора и отвода стока с поверхности массива орошения:

коллекторно-дренажной сети -- для регулирования водно-солевого режима почвогрунтов; Дорог; гидротехнических сооружений на оросительной, дренажной, сбросной сети. В основу расположения, конструкции и методики расчетов элементов оросительной сети положен принцип, предложенный А. Н Костиковым, -- от определения потребности растений в воде на полях к установлению величины водозабора из источника орошения. Состав элементов оросительной системы, их расположение, конструкция оросительной и дренажной сети зависят от природных и хозяйственных условий орошаемого массива, в частности от геоморфологических условий местности -- рельефа и уклона поверхности; климатических, гидрогеологических условий от типа почв; от взаиморасположения источника орошения и орошаемой площади, характеристики его и других условий, а также от направления хозяйства -- состава сельскохозяйственных культур, размеров орошаемого массива, его конфигурации, от площади хозяйств, расположенных на массиве орошения, и, кроме того, от применяемых способа орошения и техники полива, числа и размеров севооборотных участков и других условий. Состав элементов оросительной системы может изменяться в зависимости от размеров орошаемого массива, специализации хозяйств, природных и других условий. Основным аппаратом распределения воды на оросительной системе является оросительная сеть. Оросительные системы проектируют открытой сетью, состоящей из каналов в земляном русле с противофильтрационными покрытиями или без них; из лотковых канале; из трубчатой сети, состоящей из подземных трубопроводов или перемещаемых по поверхности поля, а также с комбинированной сетью -- из различных сочетаний открытых и трубчатых водоводов. Геоморфологические условия объекта проектирования определяют основную схему расположения оросительной сети, потребность в коллекторно-дренажной сети, в сооружениях на сети. Часто магистральные оросительные каналы совмещают с обводнительными. Большое значение при назначении трассы канала имеет наличие естественных условий, благоприятных для устройства водоемов, при необходимости в их проектировании. В этом случае объем земляных работ при строительстве уменьшается. Оросительные системы с применением дождевальных устройств отличаются по степени капитальности отдельных элементов оросительной сети. При дождевании применяют стационарные, полустационарные и передвижные оросительные системы стационарных системах все ее звенья; насосные станции, оросительная сеть дождевальные устройства занимают постоянное стационарное положение. Перемещают только дождевальные насадки (аппараты). Стационарные системы характеризуются наибольшими капитальными затратами, но зато они обеспечены высокой степенью автоматизации процесса полива и распределения воды по участку. Для передвижных систем, наоборот, характерны наименьшие капитальные затраты, но наибольшие затраты труда. Эти системы различаются капитальными эксплуатационными затратами. Наиболее технически совершенными оросительными системами автоматизированной работой всех ее звеньев являются оросительные системы стационарной трубчатой оросительной сетью с применением дождевания или капельного орошения. Водохранилища на системах предназначаются в основном для аккумулирования стока поверхностных вод и являются источниками воды для увлажнения земель. Режим работы водохранилищ устанавливают в соответствии с потребностью водопользователя, с четом проектных данных и гидрологических прогнозов. К основным мероприятиям эксплуатации водохранилищ на системах двустороннего действия относятся: надзор за поддержанием в водохранилище установленного режима, за нормальной работой плотины, водосборных сооружений, а также охраной их от возможных повреждений; своевременная подача воды в каналы для увлажнения осушаемых земель ив прочих хозяйственных нужд; подготовка водосборных сооружений и чаши водохранилища к пропуску паводков; проведение текущего и капитального ремонтов плотины и водосборных сооружений, борьба с потерями на фильтрацию и с заилением чаши водохранилища, проведение санитарно- оздоровительных мероприятий в водохранилище и прилетающей к нему зоне в соответствии со специальными инструкциями и указаниями органов санитарного надзора. В период паводка на узлах гидротехнических сооружений следует устанавливать круглосуточное дежурство технического персонала, заранее завезти аварийный материал. Необходимо осуществлять контроль состоянием и работой гидротехнических сооружений, следить за возможными осадками, деформациями и за состоянием тела плотины, трещинами, размывом и др. При обнаружении неисправностей должны быть приняты меры к их устранению. В необходимых случаях для консультации должны быть приглашены работники проектных организаций и научно- исследовательских институтов.

29.Регулирующие рекультивационные водохранилища, возможности их использования для лиманного орошения, эксплуатация лиманов, их классификация, тип, число, размеры ярусов

Лим. орошением называется однократное весеннее увлажнение почвы талыми водами способом затопления,чтобы повысить урожайность полевых культур и трав.Значительно повышает урожаи с/х культур и сенокосов.Применяется при наличии достаточного стока талых вод, в засушливых районах на равнинных участках,с уклоном 0,001…0,002 .Достоинство- малая стоимость капит.вложений,простота строительства и эксплуатации,малое число сооружений простота конструкции.Недостаток-используется только во время паводка,неравномерность увлажнения,изменчивость площади затопления,возможность устр-ва только на участках с маленьким уклоном. Классификация лиманов:

1)естественные- на затапливаемых поймах рек и блюдцеобразных понижениях

искусственные-система земляных водоудерживающих валов и плотин с водовыпуск сооружениями(постоянные)

Постоянные

3)мелкого глуб наполнения 0,25..0,35,среднего 0,35..0,7,глубокого наполнения более0,7м

4)одноярусные-создаются одним валом, и многоярусные- несколько рядов валов

Типы: - непосредственного наполнения-затапливаются талыми водами,2вида устраиваемые на пологих склонах с продольным и поперечным расположением валов

-наполняющиеся сбросными паводковыми водами из водохранилищ через водообход

-пойменные лиманы-затаплив водой степных рек во время половодья

Установление типа, числа и размеров ярусов.При уклоне меньше 0,001- лиманы мелкого затопления,равномерное и умеренное поступление и распределение.При уклоне больше 0,001 - строят временные валики переходного профиля.

Размеры ярусов устанавливаются расчетами,стремятся к тому, чтобы полнее использовать сток и площадей,кот пригодны для орошения,с min V сброса.Ширина участка д.б.не менее 100,а длина-до 1000м.Подтопление вала не меньше 0,05м.Мелководные лим,высота вала-0,5..0,7м,ширина гребня0,75..1,1м.Глубоководные лиманы,высота-до3м,с шириной гребня примерно равной высоте вала.

Сооружения на лиманах.К ним относятся оградительные земляные валы,плотины при попереч лиманах,при вдхр и врусле реки,водовыпускные сброс сооруж,водосборно-сбросные каналы,переезды ч/з оградит валы.Водовыпуски строят в теле земляных валов, чтобы поддерживать необх УВ в лимане,наполнение и опорожнение его в сроки и перепуск из яруса в ярус.Сбросные сооружения располагаются в низовой оградит дамбе на самом низком участке,на сбросн канале в месте пересеч с оградит дамбами.

30. Требования к оросительной воде

орошение полив эрозия мелиоративный водохранилище

К оросительной воде предъявляют требования в отношении содержания в ней наносов, растворенных солей и температуры. Наносы крупнее 0,1…0,15 мм выпадают из воды и заиливают оросительную сеть, а частицы размером от 0,1 до 0,005 имеют невысокие питательные свойства, но, поступая с оросительной водой на поля, они улучшают физические свойства тяжелых почв, увеличивая их водопроницаемость. Глинистые наносы с размером частиц менее 0,005 мм представляют большую питательную ценность, однако большое количество их на полях может ухудшить физические свойства почв, снизить водопроницаемость и аэрацию их. Глинистые наносы полезны на легких (песчаных и супесчаных) почвах. По химическому составу взвешенные наносы приближаются к глинам, где преобладают кремнезем, глинозем, гумус и содержатся соли кальция, магния, натрия и калия. Во многих случаях наносы обогащают почву солями кальция и органическим веществом, что способствует созданию агрегатов и комковатой структуры почв. В оросительной воде допускается содержание растворимых солей до 0,10%, то есть 1 г/л, при этом в почву поступает около 1000г растворенных солей на каждые 1000 м3воды. Допустимое содержание солей в оросительной воде зависит также и от химического состава ее и водно-физических свойств почв: на легких почвах оно выше, чем на тяжелых. При минерализации воды от 2 до 5 г/л необходимо учитывать химический состав солей, свойства почвы и орошаемые культуры. Оросительная вода с повышенным содержанием солей натрия может вызвать солонцеватость тяжелых почв, если в поглощающем комплексе почв недостаточно или неустойчиво содержание солей кальция. Повышенное содержание солей в воде допускается в следующих случаях: при выпадении значительных атмосферных осадков и промывке им почв от солей, небольших оросительных и поливных нормах, соблюдении высокой агротехники и применении органических удобрений, при большой насыщенности севооборота травами. На развитие растений и урожайность сельскохозяйственных культур существенное влияние оказывает температура поливной воды. Очень холодную воду (ледниковую, подземную) при использовании для орошения теплолюбивых культур следует прогревать летом в мелких открытых бассейнах. При поливах теплой водой (более 200С) увеличивается мощность системы, быстрее развиваются растения, улучшается качество урожая, снижаются затраты воды на единицу урожая от 6 до 20% и увеличивается общий урожай на 14…20%. Равнинные реки с облесенным водосбором имеют мало наносов. Горные реки содержат много донных и взвешенных наносов. В речной воде растворенных солей содержится 0,2...0,7 г/л. Количество солей зависит характера размываемых пород, расхода потока и климатических условий. Лишь некоторые реки, например Атрек в Туркмении, имеют повышенную минерализацию. Минерализация речных вод повышается вследствие сброса в них засоленных дренажных вод, благодаря чему многие реки Средней Азии получили недопустимое содержание солей. Речная вода, используемая для орошения, содержит обычно много мелких наносов, которые обогащают почву питательными веществами. В водохранилищах речная вода очищается от донных и крупных взвешенных наносов, что уменьшает ее удобрительные свойства. В некоторых водоемах содержание кислорода в воде понижается вследствие использования его водорослями и микроорганизмами. Подземные и грунтовые воды почти не содержат наносов. Иногда они имеют повышенную даже недопустимо высокую минерализацию. Поэтому, прежде чем употреблять подземные воды для орошения, проводят химический анализ их. Подземные воды, имеющие низкую температуру или содержащие закисные соединения, надо улучшать с помощью мелких открытых водоемов.

Размещено на Allbest.ru

...