Источники воды для орошения. Виды оросительных мелиораций

Содержание механических примесей-наносов характерно для речных

вод, особенно горных, и сточных вод. Частицы менее 0,01 мм имеют удобрительную ценность и должны пропускаться на поля. Более крупные наносы заиляют каналы и трубопроводы, создавая трудности в эксплуатации.

Поэтому в голове оросительной сети строятся отстойники и сооружения, задерживающие наносы.

Повышенная минерализация наблюдается в водах степных рек, подземных, сточных, сбросных, дренажных водах.

Сильноминерализованной является морская вода. Вредным (токсичным) для растений и почвы является повышенное содержание ионов Na,Mg, Cl, CO3, HCO3, SO4.

Орошение минерализованными водами с содержанием солей более

0,5 г/л возможно не для всех  растений и почв и должно  проводиться под строгим контролем состояния почвенного плодородия.

Если площадь орошения и состав сельскохозяйственных культур заданы, то требуемый на орошение объем воды должен сравниваться с объемом воды, который может быть выделен из источника за период вегетации в год расчетной обеспеченности.

Для повышения оросительной способности источника необходимо

снижать потери воды в оросительной сети, оптимизировать структуру посевов и режим орошения сельхозкультур.

Анализ внутригодовых и многолетних режимов расходов источника

позволяет судить о согласовании его с режимом орошения. В течение всего

При невыполнении этого условия необходимо перераспределение

  расходов воды во времени. Режим уровней и напоров воды в источнике и

взаимное высотное положение источника и головного элемента оросительной сети определяют тип и конструкцию головного водозаборного сооружения.

Местоположение источника и его удаленность от орошаемой площади определяют длину холостой части магистрального канала или трубопровода, влияют на мощность насосной станции, на стоимость системы.

Анализ характеристик различных источников позволяет наметить

возможные варианты орошения, а затем путем технико-экономического их

сравнения выбрать оптимальный.

3.2. Орошение из рек

Реки являются наиболее распространенным источником воды для орошения. По территории нашей страны речной сток распределен неравномерно: на районы севера и северо-востока приходится 80% речного стока, на западные и юго-западные - 20%. В то же время последние являются

наиболее обжитыми и сосредотачивают 3/4 населения, 2/3 промышленности и сельского хозяйства. В южных районах страны все острее ощущается дефицит поверхностного стока.

Распределение стока во времени по годам и внутри года также неравномерно. Режим расходов рек определяется источником питания и их

географическим положением.

По типу питания выделяют реки:

- равнинные (атмосферного, грунтового и смешанного питания); горные (ледникового и атмосферно-ледникового питания);

- степные, являющиеся разновидностью равнинных и отличающиеся от них меньшей водосборной площадью и резко выраженной неравномерностью стока.

Равнинные реки имеют паводок весной, минимальные расходы летом, что не соответствует режиму орошения сельхозкультур. Для более полного использования стока требуется сезонное или многолетнее регулирование стока, однако создание водохранилищ на равнинных реках имеет много отрицательных сторон (большие площади затопления ценных земель, подтопление окружающих земель и др.), поэтому вопрос регулирования стока этих рек должен быть экономически и экологически обоснован.

Горные реки имеют максимальные расходы летом от таяния снегов и

ледников, что согласуется с режимом потребления воды для орошения.

Устройство водохранилищ на этих реках повышает их оросительную способность и экологически более безопасно.

Степные реки имеют 80-95% стока в весенний паводок, летом же

сильно мелеют и нередко пересыхают. Орошение из этих рек возможно в

основном на зарегулированном стоке.

Головные водозаборные сооружения из рек могут быть самотечные (бесплотинные, плотинные) и с механическим водоподъемом.

3.3 Орошение подземными водами

Для орошения, как правило, используются эксплуатационные запасы

верхних горизонтов подземных вод, остающиеся после удовлетворения потребностей хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.

Площади орошения подземными водами в нашей стране в настоящее

время составляют около 2% от общей орошаемой площади.

Использование подземных вод на орошение допускается в следующих случаях:

- при общем дефиците поверхностных вод в рассматриваемом районе;

- при временных дефицитах в отдельные годы или сезоны;

- при избытке подземных вод и необходимости осушения.

Водозаборами подземных вод могут быть скважины, шахтные и лучевые колодцы, сифонные и самотечные водосборы. Тип и конструкция

водозаборов определяются глубиной залегания и характеристиками водоносного пласта.

Достоинствами орошения подземными водами являются: возможность получения воды непосредственно на поливных участках, что сокращает протяженность оросительной сети и повышает ее коэффициент полезного действия; чистота воды; частое совмещение целей орошения и осушения. Недостатками подземных вод как источников орошения являются высокая стоимость водоподъема, отсутствие в воде удобрительных илистых частиц, опасность истощения подземных запасов вод.

3.4 Орошение водами местного стока

Местным называется сток временных водотоков, образующихся в период весеннего снеготаяния или летних ливневых дождей, а также постоянных водотоков с малым водосбором. К малым водотокам относят реки и ручьи, не имеющие самостоятельного хозяйственного значения без регулирования стока.

Особенностью местного стока является кратковременность больших расходов и изменчивость объемов стока по годам.

Задержание и использование местного стока имеет определенное хозяйственное значение (орошение земель), гидрологическое значение (увеличение внутреннего влагооборота, снижение половодья в реках, выравнивание их режима, уменьшение размывов, эрозии почв, роста оврагов), эстетическое значение (улучшение ландшафта).

Оросительные системы на местном стоке обычно бывают небольшими- десятки и сотни, реже тысячи гектаров.

Наиболее широко местный сток используется на орошение в зоне неустойчивого увлажнения. На местном стоке организуется регулярное и одноразовое орошение.

Для регулярного орошения является обязательным сезонное или многолетнее регулирование стока. Оно осуществляется путем задержания в прудах и водохранилищах стока, проходящего в период паводка, снеготаяния, ливневых дождей. Расчетная обеспеченность стока в оросительных системах, работающих на местном стоке, обосновывается технико-экономическими расчетами.

Место под водоём и створ плотины выбирается в лощинах, балках, оврагах, на небольших речках. Если на местности нет естественного подходящего места, может быть устроен котлован-копань. При выборе места

учитывается ряд условий: возможность задержания максимального объема стока, получение минимальной площади зеркала, сохранение (незатопление) ценных плодородных земель, наличие наименьшего объема плотины, малая проницаемость грунтов ложа водоема.

CПри расчете орошения на местном стоке в зависимости от конкретных условий возможно несколько подходов:

- при дефиците водных ресурсов площадь орошения определяется объемом стока;

- при заданной площади орошения определяется требуемый объем стока, сравнивается с имеющимся, определяется вид регулирования и обеспеченность орошения;

- если по топографическим условиям ограничен объем водохранилища, то в соответствии с ним определяется требуемый объем стока и возможная площадь орошения.

Запроектированный водоем оценивается различными показателями:

отношениями Vполез / Vполн, Fзерк / Fор, экономической оценкой затопленных земель, стоимостью защиты окружающих земель от подтопления и другими.

3.5 Лиманное орошение

Лиманное орошение заключается в задержании весеннего стока на

обвалованных пологих склонах и одноразовом увлажнении обвалованной

площади (лимана). Лиманы устраиваются на склонах с уклонами менее 0,005, имеющих достаточную водосборную площадь.

Расположение лиманов в плане определяется рельефом местности. В

одном лимане могут располагаться одно или несколько полей севооборота.

Примеры расположения лиманов в плане даны на рисунке 4 .

Рисунок 4 – Схемы лиманов

а – ярусные с попуском паводков по пойме; б – ярусные в пойме реки; в – проточные; г – простой лиман; д – ярусные в котловине; е – ярусные с питанием из водохранилища; ж - ярусные с питанием из канала; з – оросительная система с лиманами-чеками; и – мелководный ярусный лиман; 1, 2 – водорегулирующие, распределительные и струенаправляющие валы; 3 – плотины; 4 – насосная станция; 5 – естественные водообходы; 6, 7 – водовыпуски; В – водоспускной канал; В1 – водослив; К – канал; К1 – распределительные каналы; а1, а2, а3 – соответственно 1-, 2-, 3-й ярусы.

Лиманы могут наполняться непосредственно склоновым стоком, паводковыми водами рек (пойменные лиманы), сбросными водами из водохранилищ и оросительных систем.

При расчете возможной площади лиманного орошения расчетная обеспеченность стока обычно принимается 25-50%, что ниже, чем обеспеченность регулярного орошения, ввиду малых затрат на устройство лиманов.

Продолжительность затопления лиманов зависит от оросительной нормы, водно-физических свойств почвы (в основном от скорости впитывания воды в почву в момент затопления) и биологических особенностей с возделываемых сельскохозяйственных культур. Чаще всего затопление длится от 3-6 до 10-12 суток.

На территории лиманного орошения сооружаются ограждающие  направляющие земляные валы, водовыпуски, водообходы, дороги, высаживаются лесополосы.

Лиманное орошение имеет ряд достоинств: простота и дешевизна устройства, простота эксплуатации, отсутствие механического подъема воды на повышенные элементы рельефа, уменьшение роста оврагов и размыв почв.

Недостатками лиманного орошения являются одноразовость увлажнения за сезон, неравномерность увлажнения по площади, изменение площади затопления по годам, опасность подтопления и засоления нижерасположенных земель.

3.6 Орошение сточными водами

Сточные воды представляют собой очищенные промышленные, хозяйственно-бытовые, животноводческие, ливневые и смешанные стока.

Использование сточных вод на орошение одновременно решает еще ряд важных задач: экономит чистые поверхностные и подземные воды;

защищает реки и водоемы от загрязнения сбросами этих вод; используются

полезные минеральные и органические вещества, содержащиеся в стоках.

Химический состав промышленных стоков зависит от вида и технологии производства. Наибольшей удобрительной ценностью обладают

сточные воды пищевой промышленности, текстильных, бумажных, кожевенных, азотно-туковых предприятий.

Хозяйственно-бытовые стоки состоят, в основном, из фекальных

масс. Они обладают большой удобрительной ценностью, так как содержат много азота, фосфора, калия, органических веществ. Вредными в их составе являются щелочные вещества, болезнетворные бактерии, яйца гельминтов.

Животноводческие стоки содержат много органических веществ и

являются ценным удобрением. Однако они требуют обеззараживающи мер против болезнетворных бактерий, яиц гельмионтов.

Ливневые воды являются стоками по городской сбросной сети от осадков и поливов. Они содержат в основном, механические примеси.

Смешанные стоки по составу различны.

Сточные воды перед их использованием на орошение проходят механическую, химическую и биологическую очистку. Орошение сточными водами осуществляется с соблюдением мер предосторожности и под постоянным контролем за состоянием почв, грунтов, грунтовых и поверхностных вод.

Орошение сточными водами может быть круглогодичным и вегетационным. При вегетационном орошении поблизости от участка устраиваются пруды-накопители или поля фильтрации, в которые направляются стоки зимой. Из прудов накопителей вода используется на орошение в период вегетации, а отстоявшийся осадок на удобрения. На полях фильтрации сельскохозяйственные культуры не выращиваются, на них производится очистка сточных вод путем фильтрации через грунт.

На участках, орошаемых сточными водами, выращиваются травы, кормовые корнеплоды, зерновые, силосные культуры.

Полив сточными водами осуществляется поверхностным способом по бороздам и полосам, дождеванием, подпочвенным способом. Нормы внесения стоков определяются по потребности растений в воде и по балансам вредных и питательных веществ. При необходимости сточные воды могут разбавляться.

Использование сточных вод на орошение имеет большой экономический и природоохранный эффект

 

Глава 4. Оросительные системы

4.1. Понятие об оросительной системе