Влияние орошения на почву, микроклимат орошаемой территории, на развитие растений и урожайность сельскохозяйственных культур. 3 страница

Рисовые оросительные системы кроме элементов, входящих в обычную систему, включают: поливные (рисовые) карты, состоя­щие из отдельных чеков (горизонтальных площадок); картовые оросители, картовые сбросы, сбросы-оросители, при необходимо­сти оградительные дрены и дамбы.

Поливная (рисовая) карта ограничивается по периметру ка­налами низшего звена оросительной, сбросной и дренажной сети и является частью поля рисового севооборота. Картовые ороси­тели, картовые сбросы и сбросы-оросители с сооружениями, явля­ющиеся низшим звеном оросительной, сбросной и дренажной сети, как правило, проектируют с автоматизированным регулированием глубины воды в чеках.

Первичным элементом орошаемой территории, занятой рисовыми севооборотами, является поливная (рисовая) карта, ограниченная по периметру младшими каналами оросительной и водоотводной сети. Несколько смежных рисовых карт образуют поле севооборота, группа севооборотных полей – севооборотный участок. Желательно, чтобы ширина карт была кратной 20м, а оси ограждающих каналов совпадали со створами планировочной сетки.

Оросительная сеть состоит из магистрального канала, распределительных каналов различного поряд­ка, армированных регулирующими, транзитными и гидрометрическими сооружениями, рисовых чеков и служит для транспортирования воды из водоисточника на рисовые чеки.

Водоотводная сеть состоит из каналов различных порядков, армированных сооружениями, и делится на картовые дрены — сбросы, участковые коллекторы, хозяйственные коллекторы первого, второго и третьего порядков и межхозяйственные коллекторы. Старшим звеном водоотводящей сети является главный коллектор, который собирает дренажно-сбросные воды из младших каналов и отводит их в водоприемник.

Поливная карта - участок поля рисового севооборота, ограниченный по периметру младшими каналами оросительной и водоотводной сети. Несколько смежных карт образуют поле севооборота, а несколько полей севооборота — севооборотный участок. Длину карты принимают равной 400 -1500м, ширину-150-250м. Карта делится поперечными валиками на чеки, число которых и размер зависят от рельефа и общего уклона участка. Площадь чеков принимают не менее 2га, а длину одной из его сторон - не менее 200м, так как сельскохозяйственные работы выполняют обычно внутри чеков. При благоприятном рельефе вся карта может представлять собой единый чек. В этом случае ее называют картой-чеком.

По конструкции рисовые карты в зависимости от способа по­дачи, отвода воды и количества чеков проектируют следующих типов.

Карта краснодарского типа с раздельной подачей и сбросом воды. Вдоль одной из длинных ее сторон расположен картовый ороситель, выполненный в насыпи (как правило, двустороннего командования), а по другой - картовый сбросный канал. Поливные карты располагают длинной стороной по уклону местности. Чеки проектируют «сквозными», т. е. между картовым оросите­лем и картовым водоотводным каналом размещают только один чек. Подачу воды осуществляют из картовых оросителей с гори­зонтами воды, командующими над поверхностью чека (рис. 2).

Карта широкого фронта (КШФ) с совмещенной функцией подачи и сброса воды. Подача воды осуществляется за счет пе­реполнения заглубленного канала (сброса-оросителя). При раз­бивке карт широкого фронта на отдельные чеки в местах при­мыкания поперечных валиков к сбросу-оросителю на последнем предусматривают водоподпорные сооружения. Такие карты при­меняют при уклонах местности до 0,001 и располагают длинной стороной вдоль горизонталей местности с планированием каждой карты под одну отметку (карты-чеки). Сбросы-оросители пита­ются из участковых распределителей и отводят воду в участко­вые коллекторы. В неполивной период сбросы-оросители работа­ют как картовые дрены.

Карта кубанского типа с раздельной подачей и сбросом воды. Картовые оросители и сбросы двустороннего командования. Пло­щадь чеков этой системы —6 га (200Х300 м). Систему комплек­туют из конструктивных модулей, каждый из которых является севооборотным полем. Из полей (модулей) комплектуют участки севооборотов, а последние составляют систему в целом (рис. 3).

Карта дальневосточного типа. Ее особенностью является от­сутствие периферийных и продольных валиков. Ороситель-сброс устраивают с низовой стороны, что обеспечивает отвод воды с карт и пахотного горизонта. Карта заливается водой, свободно перетекающей по всему фронту примыкания оросителя-сброса при его переполнении. Картовый ороситель-сброс обеспечивает бес­препятственный сброс воды с любой точки.

Рис. 2 Рисовая оросительная система краснодарского типа:

1-впуск в коллектор; 2-водовыпуск из чека; 3-водовыпуск в чек; 4-ороситель;

5-внутрихозяйственный канал; 6-водовыпуск в оросительный канал с переезда;

7-валик чековый; 8-коллектор: 9-дрена.

Рис. 3 Рисовая оросительная система «Кубанская»:

1-коллектор; 2-водовыпуск из дрены в коллектор; 3-валик чековый; 4-сброс-ороситель;

5-внутрихозяйственный канал; 6-дрена;7-водовыпуск в оросительный канал с переездом; 8-ороситель; 9-водовыпуск в чек; 10-водовыпуск из чека;

11-впуск в коллектор с переездом; 12-ороситель.

Закрытые рисовые системы отличаются тем, что вода пода­ете» насосной станцией на севооборотный участок площадью 500 — 800га. по напорному трубопроводу, затем она поступает непо­средственно в картовые оросители из асбестоцементных труб диа­метром 300—500 мм и из них через гидравлические автоматы - на чеки. Сброс представляет открытый канал.

Конструкции рисовых карт выбирают на основании сопостав­ления технико-экономических показателей вариантов (таб. 1).

Строительную планировку на рисовых чеках выполняют под горизонтальную плоскость с точностью до ±3см и проводят толь­ко скреперами с лазерными системами управления.

Рисовую карту делят на чеки (горизонтальные площадки) по­перечными валиками. При этом разница между отметками про­ектной поверхности двух смежных чеков не должна превышать 0,4 м. На вновь строящихся и реконструируемых рисовых систе­мах устраивают постоянные земляные валики непереходимого ти­па, а на картах дальневосточного типа допускаются валики переходного типа.

Таблица 1 Технико-экономические показатели рисовых систем

Таблица 2 Заложения откосов валика

Конструкция и размеры валиков должны соот­ветствовать данным таблицы 2.

По периметру чеков устраивают канавки трапецеидального или треугольного сечения глубиной 0,5-0,8м.

Вертикальный и закрытый горизонтальный дренаж на терри­тории рисовых севооборотов, как правило, не применяют.

В зависимости от мелиоративных условий ширину рисовых карт и среднюю глубину каналов водоотводной сети для всех районов рисосеяния, за исключением Дальнего Востока, выбира­ют по таблицам СНиПов.

В районах Дальнего Востока среднюю глуби­ну каналов водоотводной сети принимают в пределах 0,5-1,5м.

Для назначения севооборотной схемы, состава сопутствующих рису культур и системы агротехнических приемов рассчитывают количественные показатели рассолительного и водопонизительного действия картовых водоотводных каналов (табл. 3).

Таблица 3 Количественные показатели рассолительного и водопонизительного действия картовых водоотводных каналов

Примечания:

1.Так как длина рисовых карт в 3-8 раз превышает их ширину, эффективность работы картовых водоотводных каналов, выполняющих функции дрен, оценивают без учета влияния работы транспортирующих элементов водоотводной сети.

2. При проектировании карт широкого фронта залива и сброса их ширину, а также глубину сбросов оросителей рекомендуется принимать по меньшему значению, указанному в таблице.

3. Приведенная в таблице классификация мелиоративных условий является ориентировочной.

Устройство каналов оросительной и водоотводной сети. Картовые оросители проектируют так, чтобы они обеспечивали затопление самого высокого чека или наиболее высокой карты широкого фронта залива и сброса в период первоначального затопления и макси­мального расхода оросителей слоем 10-15см., а в пери­од поддержания слоя затопления и минимального рас­хода - слоем до 25 см. Потери напора в водовыпуске из картового оросителя в чек принимают 5—15 см.

Участковые распределители, картавые оросители и оросители-сбросы, как правило, проектиру­ют с горизонтальным дном и дамбами. Остальные (стар­шие) каналы оросительной сети проектируют с уклона­ми и с учетом обеспечения условий автоматизации, а также телемеханизации регулирующих сооружений на них.

Автоматизацию водораспределения предусмат­ривают на внутрихозяйственной сети, включая водовыпуски в чеки, средствами гидравлической автоматики, обеспечивающей поддержание постоянных уровень в нижних бьефах всех перегораживающих сооружений и водовыпусков, а также на межхозяйственных каналах - средствами электрогидравлической автоматики в соче­тании с телемеханикой. Для этого проектируют перепады уровней воды на сооружениях в пределах 15— 25см.

Уровни воды в каналах водоотводной сети всех порядков при кратковременном (до 3 суток) максималь­ном расходе принимают на 0,5 м ниже отметки поверх­ности самого низкого чека, прилегающего к каналу. За пределами орошаемой территории каналы водоотводной сети в зависимости от рельефа на некоторых участках могут проходить и в дамбах.

При пропуске расходов от минимального до среднего подтопление от нижерасположенных каналов не допус­кается, а при пропуске больших расходов допускается. При минимальном расходе уровень воды в младшем водоотводном канале принимают на 10см выше уровня воды старшего в месте сопряжения каналов.

Уклоны дна оросительных и водоотводных кана­лов в земляном русле принимают такими, чтобы ско­рость течения воды в них при пропуске максимального расхода не превышала: в песках и супесях 0,5 м/с, в лег­ких и средних суглинках 0,7, в тяжелых суглинках и глинах 1,0 м/с. Минимальную скорость при пропуске максимального расхода в картовых оросителях и участ­ковых распределителях принимают не менее 0,2 м/с. Ко­эффициент шероховатости принимают при расходах до 10 м³/с в оросительных каналах 0,025, а в водоотводных - 0,03.

Ширину каналов проектируют в соответствии с ис­пользуемыми механизмами. Ширину по дну ороситель­ных каналов принимают 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 2; 3 м и т.д., а водоотводных не менее 1м.

Заложение мокрых откосов оросительных и водоот­водных каналов, проходящих в земляном русле, прини­мают для легких грунтов 2-4, средних 1,5-2, тяжелых 1,5 и над бермой соответственно 1,5-2; 1-1,5; и 0,5-1.

Если оросительные каналы строятся в подушке, то заложение внутренних откосов в легких грунтах прини­мают 1,5, в средних - 1-1,25. Заложение наружных от­косов дамб принимают 1:1,5.

Возвышение берм и бровок дамб земляных каналов над максимальным расчетным горизонтом воды при рас­ходе до 0,5 м³/c принимают 0,2м., при 0,5-2 м³/с - 0,3 и при 2-5 м³/с - 0,4м.

Ширину обеих дамб по верху принимают при расхо­де до 2 м³/c - 1м., при 2-5 м³/с -3м, при 5-10 м³/с одну дамбу принимают 3м., а другую - 4,5м.

Бермы делают шириной 3м. лишь при глубине канала более 2м.

Устройство чеков. Чековые валики строят трапецеи­дального сечения с высотой над поверхностью чека 40 - 50 и шириной по верху 40-50 см. Заложение откосов валиков принимают 1,5-2.

В местах примыкания поперечного валика к дамбе картового оросителя и к дороге, проходящей вдоль картового сброса для переезда сельскохозяйственных ма­шин из чека в чек, заложение откосов валиков прини­мают 1:4 по длине валика 8-10 м.

Для равномерного увлажнения и осушения чека ре­комендуется по его периметру делать канавки глубиной 20-30 см от спланированной поверхности чека.

При проектировании карт широкого фронта затопления и сброса глубину оросителей-сбросов принимают 1 - 2 м, высоту оградительного валика дамбы - 0,4 - 0,6м и ширину гребня валика по верху - 3 м.

Водовыпуски из картовых оросителей в чеки и из че­ков в картовые водоотводные каналы, как правило, уст­раивают в противоположных углах чеков. При этом впускные сооружения помещают на наиболее высоких (до планировки) участках, а выпускные—на самых низких.

Подпорные сооружения на водоотводных каналах устраивают только в условиях незасоленных сильнопро­ницаемых грунтов с целью сокращения потерь ороси­тельной воды на боковую фильтрацию. На оросительных каналах подпорные сооружения ставят для регулирова­ния уровней воды в каналах.

Гидротехнические сооружения принимают по дейст­вующим типовым проектам или проектам-аналогам.

10.2 Планирование рисовых полей

Значение планировки. Планировкой (выравнивани­ем) называют придание поверхности орошаемого участ­ка определенной формы (горизонтальной или наклонной плоскости, топографической поверхности), а также уст­ранение небольших неровностей путем перемещения почвогрунтов с бугров в низины.

Планировка орошаемых земель имеет большое зна­чение, так как она позволяет:

- значительно улучшить качество полива сельскохозяй­ственных культур и промывок засоленных почв;

- повысить производительность труда на поливе:

- нормализовать использование орошаемой площади, оросительной воды и естественных осадков;

- повысить качество сельскохозяйственных работ (вспашка, посев, уход, уборка) и эффективность исполь­зования сельскохозяйственных машин;

- повысить эффективность внесенных удобрений;

- снизить затраты на строительство оросительной сети.

Все это в конечном итоге повышает в 1,5-2 раза уро­жаи сельскохозяйственных культур, снижает себестои­мость их продукции.

Особенно большое значение планировка имеет на мелиоративно-неблагополучных землях, на участках с сильно выраженным микрорельефом.

Требования, предъявляемые к планировке поверх­ности орошаемого поля. Степень выравнивания поверх­ности поля зависит от способа и техники полива, вида орошаемых культур, рельефных и почвенно-грунтовых условий.

Вид орошаемой культуры в некоторой степени пред­определяет технику полива. Например, рис поливают способом затопления; 'пропашные культуры, овощные и плодовые—по бороздам и дождеванием; культуры уз­корядного сева (зерновые, травы) — по полосам и дож­деванием.

В соответствии с техникой полива предъявляются и требования к планировке поверхности земли. Для оро­шения риса затоплением поверхность чеков планируется под горизонтальную плоскость.

10.3 Схемы и расчеты сети

При проектировании рисовых оросительных систем опреде­ляют:

- по установленным расходам воды нетто—КПД ороситель­ных каналов различных порядков и оросительной системы в целом;

- максимальные расходы (пропускную способность) каналов оросительной и водоотводной сети;

- минимальные расходы каналов оросительной и водоотводной сети;

- суммарный объем водозабора оросительной системы и распре­деление его во времени;

- суммарный объем дренажно-сбросного стока и распределение его во времени;

- возможность использования дренажно-сбросного стока для орошения;

- примерный режим работы системы в период освоения для не­скольких этапов, соответствующих освоению 25, 50 и 70% проект­ной площади.

Значение КПД картовых оросителей при двустороннем обслу­живании рисовых карт необходимо принимать равным 1, при одностороннем обслуживании его определяют расчетом или методом

электрогидродинамической аналогии.

В течение поливного периода средний КПД не должен быть ниже 0,7. В противном случае проектируют специальные мероприя­тия по уменьшению фильтрационных потерь и экономически обо­сновывают целесообразность их применения на отдельных кана­лах или на участках.

При определении максимального расхода каналов ороситель­ной сети на рисовой системе дополнительно вводят коэффициенты запаса и водооборота, а также учитывают долю риса в общей площади севооборота. Расчет проводят по формуле

где: 1,1- коэффициент запаса, учитывающий увеличение водоподачи в период первоначального затопления рисовых карт, принимают для всех w каналов, за исключением картовых оросителей;

w - обслуживаемая каналом орошаемая площадь нетто, га;

g- максимальная ордината нетто графика гидромодуля риса, л/(га/с);

a - содержание риса в севообороте. Для картовых и участковых ороси­телей, а также для каналов, обслуживающих часть полей севооборота, содержание риса в севообороте принимают равным 1, для остальных оросительных каналов старшего порядка - 0,75;

К_в - коэффициент водооборота, равный отношению времени первоначаль­ного затопления рисовых карт на всей оросительной системе t_c к времени первоначального затопления обслуживаемой данным кана­лом площади t_w необходимо принимать по таблице 4.

η - коэффициент полезного действия системы.

Таблица 4 Коэффициент водооборота на рисовых системах

Минимальный расход оросительных каналов определяют с учетом содержания риса в севообороте:

где: q_min - минимальная ордината нетто графика.

Максимальный расход каналов водосборно-сбросной сети всех порядков определяют с учетом содержания риса в севообороте и коэффициента запаса:

где: q_{max сбр}- максимальное значение модуля дренажно-сбросного стока;

а - содержание риса в севообороте. Для картовых дрен-сбросов а также для коллекторов, обслуживающих часть полей севообо­рота принимают равным 1, для коллекторов высшего порядка — 0,75. Коэффициент запаса при определении максимального рас­хода воды в водосборно-сбросной сети принимают 1,5, для Даль­него Востока — 1,2.

Пропускную способность каналов водосборно-сбросной сети проверяют на пропуск ливневых расходов 10%-ной обеспечен­ности.

Дренажные и сбросные воды рисовых систем, как правило, повторно используют для орошения. Нецелесообразность их при­менения должна быть обоснована. Если минерализация дренажно-сбросных вод выходит за пределы допустимой, предусматри­вают их разбавление пресной оросительной водой.

10.4 Режимы орошения

Режим орошения риса применяют двух типов:

- постоянное затопление, при котором слой воды на поле под­держивают в период от посева до созревания; в вегетационный период он либо остается одинаковым, либо изменяется;

- укороченное затопление, при котором слой воды на поле в отдельные фазы роста и развития растений не создается.

Первоначальное затопление рисовых карт проводят:

- при посеве риса в воду (с самолета) - не позже чем за 3—4 суток до начала посева;

- при посеве в сухую почву—сразу после посева, при этом оно должно быть закончено не позже чем на третьи сутки.

Продолжительность периода первоначального затопления ри­совых посевов в целом по хозяйству должна составлять не более 10 суток на Дальнем Востоке и 12-16 суток во всех остальных районах рисосеяния.

В период поддержания слоя затопления водный режим, сроки прохождения фенологических фаз и их продолжительность зави­сят от сорта риса, агротехники и конкретных климатических усло­вий.

При укороченном затоплении поддерживают следующие изме­нения слоя воды в чеках: в период набухания зерен — 10-15 см, в период прорастания семян — без слоя воды, но при высокой ув­лажненности почвы, с появлением массовых всходов до кущения - 8—15 см.

Оросительную норму определяют уравнением водного баланса рисовой карты.

Режим орошения, поливные и оросительные нормы культур, сопутствующих рису в севообороте, принимают в соответствии с их биологическими особенностями, с учетом близкого залегания УГВ. Все данные, характеризующие режим орошения сопутствующих культур, сводят в ведомость расчетных значений гидромо­дуля, и по каждому гидромодульному району составляют графики гидромодуля для принятых севооборотов. Одновременно график укомплектовывают таким образом, чтобы поливы сопутству­ющих рису культур не проводились в период первоначального за­топления чеков и чтобы график в целом был максимально ровным и плотным. Вводя в графики КПД системы, получают значения гидромодуля брутто, используемые для составления графика водопотребления оросительной системы в целом.

Ориентировочные значения оросительных норм и их внутри-годовое распределение по районам страны приведены в таблице 5.

При возделывании риса в результате горизонтальной фильтра­ции и периодических сбросов вода в сбросную сеть начинает по­ступать с первых дней затопления чеков.

Таблица 5 Оросительные нормы и их сезонное распределение в РСФСР

Объем сбросной воды зависит от природных условий, принятого режима орошения, состояния каналов и гидротехнических сооружений, уровня технической эксплуатации системы.

Использование сбросных вод значительно улучшает водный баланс, повышает коэффициент использования воды, при тех же водных ресурсах расширяет площадь орошаемых земель.

Возможную площадь орошения сбросными водами ω_сб определяют по зависимости

ω_сб=ξήω,

где: ξ-отношение гидромодуля сброса к гидромодулю подачи;

ŋ - КПД оросительной сети;

ω- площадь рисовой системы, га.

Вопросы для повторения:

1.Элементы оросительных систем.

2.Типы рисовых карт.

3.Закрытые рисовые системы.

4.Картовые оросители и участковые распределители.

5.Устройство чеков.

6. Режимы орошения.

7. Как производится планировка чеков?

Глава 11 Водосберегательные мелиорации

11.1 Водооборотные системы

Водосбережение в орошении должно строиться на базе водооборотных систем, прогрессивных способов полива, использования вместо свежей воды очищенных сточных вод .

Водооборот в мелиорации рассматривается и как мероприятие по
рациональному использованию водных ресурсов, и как природоохранное
мероприятие. Задержание растворенных химических веществ и возвращение их в почву предотвращает повышение уровня загрязнения рек - водоприемников.

По конструктивным элементам и их сочетанию водооборотные системы могут быть разнообразными.