Министерство
сельского хозяйства Российской
Федерации Федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Ижевская государственная сельскохозяйственная
академия”
Кафедра лесоводства
и лесных культур
Реферат по инженерному
обустройству территорий на тему
“Орошение земель.”
Ижевск 2013
Содержание.
Глава 1. Источники воды для орошения.
3
Глава 2.Орошение земель.
4
Глава 3. Способы орошения.
7
Глава 4. Изыскания при проектировании
осушительных систем
8
Глава 1. Источники воды для орошения. Источниками
воды для орошения и обводнения могут
быть реки в их естественном и зарегулированном
состоянии; местный поверхностный сток,
поступающий в лиманы и пруды; подземные
воды, забираемые из шахтных колодцев,
буровых скважин, каптажных сооружений.
Для орошения можно также использовать
промышленные и хозяйственно-бытовые
сточные воды, шахтные воды и сбросные
воды систем, а в некоторых случаях и морскую
воду. Требования,
предъявляемые к источникам: вода
должна быть пригодной для орошения сельскохозяйственных
культур, а при обводнении для обеспечения
бытовых и хозяйственных нужд; запасы
и расходы воды в источнике должны всегда
и желательно полностью удовлетворять
потребность в воде; источник должен располагаться
вблизи орошаемого массива и выше него,
чтобы было возможно подавать воду самотеком
при небольшой стоимости строительства
водозаборного сооружения и оросительной
системы. Требования,
предъявляемые к качеству оросительной
воды: при поливе она должна улучшать
механический, химический, биологический,
температурный режимы почвы, по возможности
не заилять оросительные каналы, быть
пригодной для полива существующей техникой.
Качество оросительной воды зависит от
ее температуры, количества и крупности
взвешенных частиц, минерализации (количества
и состава растворенных в воде солей и
химических элементов).
При низких температурах почвы и воздуха
поливная вода должна обогревать их и
поэтому ее температуру желательно иметь
25…40°С. Если вода в естественном состоянии
имеет низкую температуру, то ее согревают.
При использовании холодной подземной
и ледниковой воды строят бассейны, в которых
вода согревается. Полив подогретой водой,
особенно в северной зоне, ускоряет созревание
овощных, плодовых, ягодных и других культур,
повышает их урожай и качество.
При температурах воздуха выше 21°С прекращается
фотосинтез у яровой пшеницы и выше 30°С
— у хлопчатника. Поэтому снижение температуры
почвы и воздуха в таких случаях улучшает
рост и развитие растений. Количество
взвешенных наносов в граммах, содержащихся
в одном литре воды, — мутность воды. Вода
озер, прудов, равнинных рек и подземная
имеет небольшую мутность. Например, в
Волге она изменяется от 0,3…0,5 г/л в половодье
до 0,01…0,05 г/л в межень. В горных реках,
например в Амударье, она большая и изменяется
соответственно от 5 до 0,4 г/л. В
мелких взвешенных частицах содержатся
питательные вещества и поэтому полив
такой водой не только увлажняет, но и
удобряет почву. Мелкие частицы при транспортировке
воды в каналах не оседают и поступают
на поля, крупные же оседают, заиляя каналы,
трубы, лотки. Поэтому для предупреждения
их заиления строят отстойники, в которых
крупные взвеси оседают. При поверхностном
поливе желательно, чтобы вода не имела
крупных взвешенных наносов. При
поливе дождевальными машинами в воде
не должно быть мусора и взвесей крупнее
0,5 мм, чтобы не засорять установленный
на трубе перед гидроцилиндром фильтр;
при поливе из шлангов мутность должна
быть не более 1…1,5 г/л; при поливе из подземных
трубопроводов — 3…4 г/л. В зависимости
от мутности воды устанавливают режим
промывки шлангов и подземных трубопроводов.
При внутрипочвенном и капельном орошении
взвесей в воде быть не должно. Поэтому
поливную воду предварительно очищают,
пропуская через фильтр.
Минерализацию воды определяет в основном
плотный остаток, в г/л (сумма растворимых
солей), а также его химический состав.
Глава 2. Орошение земель.
Оросительная
система – гидромелиоративная система
для орошения земель. Основная техническая
задача оросительной системы состоит
в том, чтобы забрать воду из источника
орошения и доставить ее к орошаемому
массиву в нужные сроки и в нужных количествах
и распределить между отдельными хозяйствами
и полями севооборотов, создать на полях
нужную для растений влажность почвы. К
элементам оросительной системы следует
отнести:
1. Источник орошения.
2. Головное (водозаборное) сооружение.
3. Оросительная сеть.
4. Водосборно-сбросная и коллекторно-дренажная
сети.
5. Гидротехнические сооружения на сети.
6. Лесные полосы и дорожная сеть.
7. Орошаемые земли с межхозяйственной
и внутрихозяйственной организацией территории.
Следовательно, оросительная система
регулярного орошения представляет
собой комплекс из орошаемых земель,
источника орошения и разных сооружений
на них для коренного улучшения неблагоприятных
природных условий и повышения плодородия
почв с целью получения высоких урожаев
с наиболее эффективным использованием
земельных и водных ресурсов, без отрицательного
воздействия на окружающие земли. Оросительную
систему можно рассматривать с агропроизводственной
точки зрения как часть сельскохозяйственного
комплекса для искусственного увлажнения
полей с целью получения высоких урожаев. Источниками
воды для орошения могут быть реки
в их естественном или зарегулированном
состоянии, озера, местный поверхностный
сток, поступающий в пруды; подземные воды,
промышленные, хозяйственно-бытовые и
сбросные повторно используемые воды
систем.
Основные требования к источнику орошения
– дать воду в необходимом количестве
и нужного качества. Количество воды устанавливается
путем гидрологических и водохозяйственных
расчетов. Водоисточник должен располагаться
вблизи орошаемого массива, желательно
выше него (для обеспечения подачи воды
самотеком).
При проектировании оросительной системы
необходимо знать гидрологические характеристики
источника орошения, гидрогеологию и топографию
местности. Зная эти характеристики, можно
установить: возможную площадь орошения,
необходимость регулирования источника
орошения, необходимость осветления воды,
схемы водозабора и подачи воды на орошаемый
массив.
Источник орошения должен полностью обеспечивать
потребность в воде за весь период орошения.
Согласование режима источника орошения
и режима орошения достигается путем:
1 – регулирования водоисточника; 2 – приспособлением
режима орошения к режиму водоисточника;
3 – одновременным регулированием водоисточника
и режима орошения.
Качество оросительной воды оценивают
в соответствии с агрономическими (плодородие
почв, предупреждение процессов засоления,
осолонцевания и содообразования, урожайность,
качество и сохраняемость продукции);
техническими (содержание микроэлементов,
радиоактивных веществ, рН и др.) и экологическими
(содержание эпидемиологически опасных
возбудителей болезней, количество бактерий)
критериями.
Головное
(водозаборное) сооружение служит
для забора воды из источника орошения
и подачи ее в оросительную сеть.
Выделяют
три типа водозабора:
1) бесплотинный;
2) плотинный;
3) с механическим водоподъемом.
По
способу забора воды из источника
орошения различают оросительные системы
самотечные и с механическим подъемом.
Оросительная
сеть по своему назначению делится
на две части: проводящую и регулирующую. По
конструкции оросительная сеть бывает
трех типов:
1. открытая, состоящая из каналов в
земляном русле или в облицовке, если нужно
уменьшить фильтрацию или увеличить скорость,
или из лотков, применяемых в сложных топографических
и геологических условиях;
2. закрытая, состоящая из напорных
или безнапорных трубопроводов, уложенных
в земле; на поверхности земли вода подается
через гидранты;
3. комбинированная, в которой основные
крупные каналы делают открытые, основная
сеть закрытая, или вода от водозабора
до хозяйства подается по трубам, а внутрихозяйственная
сеть сделана в виде открытых каналов
и трубопроводов.
Водосборно-сбросная сеть предназначена
для сбора и отвода избыточных поверхностных
вод и для сброса воды из оросительных
каналов. Она состоит:
- из аварийных и концевых сбросов;
- водосборных каналов различных порядков;
- нагорных каналов, предохраняющих орошаемые
земли от поступления на них поверхностных
вод с вышележащей территории.
Дренажная сеть служит для отвода
избыточных грунтовых вод с территории
оросительной системы (глубина – 2-3 м).
Она состоит из межхозяйственных и внутрихозяйственных
коллекторов и дрен.
Оросительная система оснащается гидротехническими
сооружениями. Для регулирования уровней
и расходов воды в каналах устраивают
регуляторы, для транспортировки воды
через искусственные и естественные препятствия
– водопроводящие сооружения (акведуки,
дюкеры, тоннели), для сопряжения бьефов
– перепады и быстротоки. Гидротехнические
сооружения оснащают автоматами по учету
воды, регулированию ее уровней и расходов,
средствами централизованного дистанционного
контроля и управления. Для наблюдения
за уровнем грунтовых вод на орошаемой
территории устраивается сеть наблюдательных
скважин.
Дороги проектируют для обслуживания
системы, передвижения сельскохозяйственных
машин, подвоза семян, вывоза урожая. Полевые
дороги устраивают для сообщения с каждым
полем; внутрихозяйственные – для сообщения
между полями, с усадьбами и полевыми станами,
межхозяйственные – для связи каждого
хозяйства с железнодорожными станциями,
пристанями, административными центрами;
эксплуатационные – для обслуживания
системы. Лесные
полосы сокращают скорость ветра и
уменьшают испарение, а также накапливают
снег в зимний период. На мелиорируемой
территории размещают следующие виды
лесных полос: полезащитные, приканальные,
дренажные, придорожные, прибрежные, приводоемные,
пастбищезащитные, озеленительные и пограничные. Орошаемые
земли со всеми их особенностями (рельеф,
почва, гидрогеологические условия) являются
основным элементом оросительной системы.
От них в значительной степени зависят
состав, число и конструкция других элементов.
В состав оросительной системы входят
земли одного (внутрихозяйственная
оросительная система) или нескольких
(межхозяйственная оросительная система)
хозяйств, ассоциации крестьянских хозяйств
и сельскохозяйственных предприятий,
и даже нескольких административных районов.
Площадь орошаемых земель в хозяйствах
зависит от технической оснащенности
их и трудоемкости возделывания культур.
В хозяйствах с хлопковым, свекловичным
или овощным направлением площадь орошаемых
земель меньше, чем в хозяйствах с зерновыми
или кормовыми культурами. Земли крупных
хозяйств делятся на производственные
участки. Производственные участки разбивают
на севооборотные участки и участки вне
севооборотов. Севооборотные участки
в зависимости от специализации хозяйства
и основной культуры в севообороте подразделяют
на хлопковые, зерновые, кормовые, овощные
и т.д. Площадь севооборотного участка
зависит от трудоемкости возделывания
культур (200 га- овощные севообороты;1000
га- зерновые).
Орошаемые севооборотные участки делят
на поля. Число полей 3-11. Число полей и
площади устанавливают в зависимости
от состава культур в севообороте, природных
и хозяйственных требований к технической
оснащенности хозяйства. Постоянными
внутрихозяйственными каналами, дорогами
и водосбросами орошаемые земли делят
на поливные участки.
При организации территории крестьянского
хозяйства, площадь которого, как правило,
не превышает 100 га, в них лучше всего создавать
один севооборот (в животноводческих хозяйствах
– кормовой, овощеводческих – овощной
и т.д.), а садовые, ягодные и огородные
культуры размещают на приусадебном участке.
Площадь в границах оросительной системы
(рисунок 1), занятая посевами сельскохозяйственных
культур и насаждениями, полив которых
предусмотрен проектом, является орошаемой
площадью нетто . Площадь под каналами,
сооружениями, дорогами, лесными полосами,
постройками, а также под небольшими участками
в границах орошаемой площади, но не орошаемыми
по почвенно-мелиоративным и другим условиям,
называется площадью отчуждений.
Глава 3. Способы орошения.
Оросительную
воду на полях можно распределять пятью
способами: поверхностным, дождеванием,
внутрипочвенным, капельным, мелкодисперсным. Поверхностный
способ полива имеет три разновидности:
напуском по полосам, по бороздам и затоплением.
При поливе напуском вода движется тонким
слоем по поверхности выровненных длинных
полос и в процессе движения впитывается
в почву.
При поливе по проточным бороздам вода
впитывается в почву через дно и стенки
борозд, в процессе движения, а по затопляемым
бороздам она впитывается в состоянии
покоя. При поливе
затоплением небольшой участок — чек,
окруженный со всех сторон земляными валиками,
наполняют слоем воды, которая, находясь
в состоянии покоя, просачивается в почву. Для
поверхностного орошения характерны следующие
особенности: поливы проводят периодически,
запасы воды аккумулируются в верхних
слоях почвы и расходуются в межполивные
периоды; увлажняется только почва; возможно
получить различные глубины увлажнения;
большие колебания влажности почвы в период
между поливами; после полива образуется
почвенная корка на всей смоченной поверхности,
которая снижает аэрацию, процессы нитрификации
и увеличивает испарение с поверхности
почвы. Плотная корка препятствует появлению
всходов растений; поливная сеть (борозды,
полосы) ухудшает условия работы сельскохозяйственных
машин. При
дождевании поливы проводят периодически,
вода аккумулируется в верхних слоях почвы;
увлажняется не только почва, но и растения,
что активизирует их физиологические
процессы; глубина увлажнения почвы, как
правило, меньше, чем при поверхностном
орошении; можно давать частые поливы
малыми поливными нормами и тем самым
создавать более равномерный режим влажности
почвы; дождевание более сильно влияет
на микроклимат приземного слоя воздуха,
чем поверхностное орошение; отсутствие
поливной сети улучшает условия работы
сельскохозяйственных машин и орудий. Внутрипочвенное
орошение позволяет получать только
капиллярное увлажнение верхних слоев
почвы; поддерживать определенную глубину
увлажнения; значительно уменьшить испарение
воды с поверхности почвы; обеспечить
непрерывное водоснабжение растений;
не стесняет работу сельскохозяйственных
машин. При
капельном орошении вода непрерывно
подается через капельницы каплями в почву
к корням растений. При
мелкодисперсном (аэрозольном) орошении
вода подается на поле периодически малыми
дозами в виде очень мелких частиц и смачивает
листья и стебли растений, снижая при этом
температуру воздуха и растений. В жаркое
время это повышает фотосинтез растений.
Этот способ полива применяют в комплексе
с другими способами полива. Требования,
предъявляемые к способам и технике поливов:
равномерно распределять по площади и
глубине корнеобитаемого слоя расчетное
количество воды в необходимые сроки,
обеспечивая в комплексе с агротехникой
высокое плодородие почвы и получение
высоких урожаев сельскохозяйственных
культур; исключать непроизводительные
потери воды на просачивание в глубокие
слои, на сбросы, испарение и обеспечивать
высокий коэффициент использования воды
(не менее 0,95-1); сохранять структуру почвы;
предупреждать ее засоление и заболачивание;
иметь высокую производительность труда
на поливе, наибольшую механизацию и автоматизацию
его; не препятствовать механизации сельскохозяйственных
работ и рационально использовать орошаемые
земли. Применение того или иного
способа полива зависит от сельскохозяйственной
культуры, а также от почвенных, рельефных,
гидрогеологических, климатических условий
и уровня развития сельскохозяйственного
производства.
Глава 4.Эксплуатация оросительных систем.
Под эксплуатацией оросительных систем
следует понимать комплекс организационно-хозяйственных
и технических мероприятий, обеспечивающих
плановое распределение и полное использование
воды для получения высоких урожаев сельскохозяйственной
продукции и хорошего качества в условиях
орошения. Поэтому при эксплуатации оросительных
систем обращают внимание на их состояние
и на состояние и использование орошаемых
земель, а также на выполнение правильного
водопользования. В состав эксплуатационных
мероприятий входят: осуществление планового
водопользования, для того чтобы обеспечить
требуемый в конкретных метеорологических
условиях режим орошения на определенных
площадях при рациональном использовании
воды; под-держание в исправном состоянии
оросительных, дренажных и других каналов,
трубопроводов и сооружений путем осуществления
охраны, надзора, ухода и ремонта оросительных
систем; устранение попадания в оросительную
систему излишних вод и отвод избыточной
воды; борьба с потерями воды в каналах
и повышение коэффициента полезного действия
системы; организация учета поливной воды;
контроль за правильным использованием
воды, за режимом грунтовых вод; проведение
ухода за лесными насаждениями вдоль каналов;
контроль за агротехникой культур на орошаемых
землях; ликвидация засоления и заболачивания
орошаемых земель. Оросительной
системой называют комплекс сооружений,
состоящий из водозаборного сооружения
на источнике, постоянных и временных
каналов и трубопроводов, гидротехнических
сооружений, дорог, эксплуатационных сооружений
и источника, предназначенных для орошения
определенной площади, а также лесных
полос и других природоохранных устройств,
расположенных на орошаемых землях.
Рассмотрим элементы регулярно действующей
открытой оросительной системы: источник
орошения (река, пруд, озеро, грунтовые
воды) должен полностью удовлетворять
потребности в воде орошаемого массива.
Вода должна быть пригодной для орошения
сельскохозяйственных культур; водозаборное
(головное) сооружение подает воду из источника
в магистральный канал; оросительная
сеть состоит из проводящих каналов
(магистральный канал и его ветви, межхозяйственные,
хозяйственные и внутрихозяйственные
распределители), и регулирующей сети.
Проводящие каналы доставляют (проводят)
и распределяют воду от источника до орошаемого
поля. Магистральный канал и его ветви
подают воду от водозаборного сооружения
до распределителей различных порядков,
межхозяйственные распределители — из
магистрального канала нескольким хозяйствам,
хозяйственные распределители — одному
хозяйству, а внутрихозяйственные распределители
— бригадам, севооборотам, поливным участкам
внутри хозяйства.