Проект комплексной мелиорации и использования участка

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Пермская государственная  сельскохозяйственная академия

имени академика  Д.Н.Прянишникова

 

 

 

 

Кафедра геодезии и мелиорации

 

 

 

 

Курсовой проект по мелиорации

«Проект комплексной  мелиорации и использования участка»

 

 

 

 

Выполнила: студентка 5 курса

группы А-51Б, факультета агротехнологий,

лесного хозяйства  и переработки

с/х  продукции

Истомина Н. Н.

Руководитель: доцент кафедры геодезии и мелиорации

Половников А. В. 

 

 

                                                                   

 

                                                          

Пермь, 2012

Содержание

 

Введение	3
1.Теоретическое обоснование потребности в мелиорациях	4
1.1.Незаменимые факторы жизни  растений	4
1.2.Краткая характеристика основных  законов земледелия	6
1.3.Виды мелиораций	7
2.Разработка проекта  на конкретном участке	8
2.1.Изучение участка по плану, построение продольного профиля по центру, разделение на элементы рельефа и вычисление уклонов	8
2.2.Оценка обеспеченности каждого элемента рельефа факторами жизни растений, определение видов потребных мелиорации очередности их выполнения	10
2.3.Проектирование противоэрозионных  мероприятий	12
2.4.Проектирование на плане осушительно-оросительной  системы	15
2.5.Проектирование культуртехничесих  мероприятий	17
2.6.Программирование урожаев по  водному режиму	21
2.7.Программирование урожаев по  питательному режиму на примере  поймы	24
2.8. Расчет режима работы и потребного количества дождевальных машин и насосных станций для выполнения полива на участке	28
2.9.Расчет экономической эффективности	31
Выводы	43
Список литературы	44

 

 

 

 

 

Введение

 

Мелиорация (лат. melioratio — улучшение) — комплекс организационно-хозяйственных и технических мероприятий по улучшению гидрологических, почвенных и агроклиматических условий с целью повышения эффективности использования земельных и водных ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Цель данного проекта  – выстроить и закрепить полученные знания по мелиорации для практического  применения в производственных условиях в виде сквозной технологической цепи от определения потребности сельхозугодий в мелиорациях до расчета экономической эффективности намечаемых мероприятий и принятия решения о целесообразности их выполнения.

 Задачи проекта:

• Определение видов потребных мелиораций с учетом возможных величин урожаев в естественных условиях;
• Разработка технологии и организации их выполнения;
• Расчет экономической эффективности и определение целесообразности намечаемых мелиоративных мероприятий;
• Анализ полученных результатов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Теоретическое  обоснование потребности в мелиорациях

1.1.Незаменимые факторы  жизни растений

К незаменимым факторам жизни растений относят свет, тепло, воздух, воду, питательные вещества, реакцию среды, пористость почв.

Свет. Интервал лучей с длиной волн 380-710 нм принято считать фотосинтетически активной радиацией (ФАР - такая радиация, квант которой, поглощаясь молекулой хлорофилла, приводит ее в возбужденное состояние, за счет которого происходит фотосинтез). Недостаточность освещения может вызвать явление этиоляции – морфологические изменения у растений, при которых происходит недоразвитие механических тканей и устьиц.

Тепло. Физиологические процессы в растении протекают только при определенном количестве тепла. При низкой температуре растения останавливаются в росте и прекращаются микробиологические процессы в почве. Различают минимальные температуры, ниже которых физиологические процессы не идут, оптимальные температуры, при которых рост и развитие растений протекают хорошо, и максимальные, выше которых растения резко снижают продуктивность и даже погибают.

Воздушный режим. Для нормального роста и развития растений необходимо наличие кислорода как в атмосферном воздухе, так и в почвенном. Растения развиваются нормально, когда воздух содержится в крупных порах почвы, а вода — в мелких и средних. Оптимальное содержание воздуха в пахотном слое  почвы составляет 20-40% ПВ. Благоприятное для растений содержание кислорода в почвенном воздухе 7—12 %, а диоксида углерода около 1 %.

Водный режим. Для набухания семян и перевода запаса сухих питательных веществ семени в усвояемую для зародыша форму различным растениям необходимо следующее количество воды (% от массы семян): пшеница, ячмень — 50; рожь, овес — 55—65; сахарная свекла, клевер — 120—150. Растения в процессе роста и развития могут использовать раствор минеральных веществ почвы в очень небольшой концентрации. Для образования таких растворов требуется много воды. Поступающая вместе с питательными веществами влага в растениях используется не полностью. Установлено, что из 1000 частей воды, прошедшей через растение, только 1,5—2 части расходуются на питание, а остальная влага испаряется через листья (транспирация, зависит от освещенности, температуры и влажности воздуха). Для расчета уровней получения возможных урожаев большое значение имеет коэффициент водопотребления (сумма транспирации и испарения с поверхности почвы), выражаемый в кубических метрах на 1 т урожая. Оптимальная влажность почвы для растений и бактерий одинакова и составляет 60-80 % полной влагоемкости почвы. Вода в пахотном слое – гигроскопическая (поглощенная поверхностью частиц почвы, определяет влажность завядания растений), пленочная (удерживается около почвенной частицы молекулярными силами), вода в твердом состоянии (при отрицательных температурах), парообразная (не более 0, 001%), капиллярная (насыщает почвенные капилляры при соприкосновении со свободной поверхностью воды).

Питательные вещества. В состав растительного организма входит свыше 74 химических элементов, 16 из которых абсолютно необходимы для жизни растений. Углерод, кислород, водород и азот называют органогенными элементами; фосфор, калий, кальций, магний, железо и серу — зольными макроэлементами; бор, марганец, медь, цинк, молибден и кобальт — микроэлементами. Питательные элементы входят в различные соединения преимущественно органического характера и до их разложения в почве недоступны или малодоступны растениям. Некоторая часть элементов находится в поглощенном почвой состоянии, а часть — в виде растворов солей, образуя почвенный раствор. Растворенные соли наиболее подвижны и используются в первую очередь. Однако они могут быть легко вымыты из почвы и потеряны для растений.

Реакция среды. Большинство растений хорошо растут и развиваются при реакции почвенного раствора 5,5-6,8 единиц рН. Оптимальное значение гидролитической кислотности почвы составляет 1-2 мг*экв/100 г почвы.

Пористость почвы может  быть общей – 50-65% от объема почвы, капиллярная - 35-40% и некапиллярная – 15-25%.

1.2.Краткая  характеристика основных законов земледелия

Закон минимума: повышение  урожайности всегда ограничивается фактором, оказавшимся в минимуме.

Закон оптимума: все факторы должны находиться в оптимальных значениях; при постоянно повышающихся значениях факторов урожайность повышается до тех пор, пока не пройдено состояние оптимума.

Закон незаменимости факторов: для нормального роста и развития растений необходимы в равной степени все факторы жизни, ни один из факторов не может быть полностью заменен другим.

Закон взаимодействия факторов: чем больше факторов находится в оптимуме, тем меньше отрицательное влияние фактора, находящегося в минимуме. Совместное применение факторов обеспечивает прибавку урожая, превышающую сумму прибавок от их раздельного действия.

Закон возврата: чтобы плодородие почв не снижалось факторы, выносимые с урожаем, в процессе эрозии, вымывания и по другим причинам, должны постоянно восполняться.

Закон соответствия растительного  сообщества своему местообитанию и необходимости соблюдения правильного чередования сельскохозяйственных культур во времени и пространстве. Данный закон составляет научную основу «принципа плодосмена» — чередования во времени и пространстве культурных растений, различающихся между собой по физиологическим, биохимическим, агрономическим и другим показателям, то есть правильного севооборота.

Мелиорация призвана выполнять практическое регулирование  факторов жизни растений в соответствии с законами земледелия.

1.3.Виды мелиораций

Мелиорация земель –  коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, культуртехнических, химических, противоэрозионных, агролесомелиоративных, агротехнических и других мелиоративных мероприятий. Существует шесть основных видов мелиорации почв,  применяемых при сельскохозяйственном, лесохозяйственном и ином  использовании территории: агрономические, биологические,  химические, гидротехнические, культуртехнические и тепловые.

Под агрономическими мелиорациями (агромелиорациями) следует понимать комплекс мероприятий, направленных на изменение (улучшение) рельефа и физических свойств почв. Это может быть решено путем планировки поверхности, профилирования, грядования, гребневания и др. Агромелиоративные мероприятия обеспечивают opганизацию и ускорение поверхностного стока, улучшают  распределение влаги на поверхности орошаемого поля.

При фитомелиорациях используют возможность улучшения свойств почв и их режимов путем применения адаптированной к конкретным условиям травянистой и древесной  растительности. К ним относят залесение песков, создание лесных полос, использование транспирирующей способности деревьев для понижения уровня грунтовых вод, закрепление склонов, откосов, тальвегов посевами многолетних трав. Биологические особенности ряда растений могут быть использованы для рассоления поверхностных слоев профиля. Растения-сидераты улучшают структуру почвы, способствуют борьбе с их солонцеватостью.

Химические мелиорации направлены на изменение неблагоприятных химических и физических свойств почв и оросительных вод. Химические мелиорации включают внесение крупных доз извести при глубоком мелиоративном рыхлении на всю глубину обработки, а также гипса при борьбе с солонцеватостью или при профилактике этого явления в процессе промывок засоленных почв от избытка водорастворимых солей.

Культуртехнические мелиорации — комплекс технических мероприятий, обеспечивающих приведение в благоприятное для возделывания культурных растений состояние поверхности и корнеобитаемых горизонтов. Это делается путем уборки поверхностных и внутрипочвенных камней, удаления кустарника, пней, кочек, мелколесья, засыпки ям, разборки валов, выкорчеванной древесины, извлечения погребенной древесины и др.

Гидротехнические мелиорации обеспечивают подведение к мелиорированной территории поливных вод, необходимых для регулирования водного режима почв, аккумуляцию влаги в необходимом количестве и в нужное время, сброс избыточной  гравитационной влаги за пределы рассматриваемой территории. Гидротехнические мелиорации имеют своей основной задачей регулирование водного режима почв.

Тепловые мелиорации направлены на изменение  теплового режима почв с помощью мероприятий по трансформации гранулометрического состава поверхностных горизонтов (например, внесение мелких камней в пахотные слои северных почв, с целью уменьшения их теплоемкости и повышения температуры, систематического снегозадержания, мульчирования  поверхности и др.).

2.Разработка  проекта на конкретном участке

2.1.Изучение  участка по плану, построение  продольного профиля по центру, разделение на элементы рельефа  и вычисление уклонов

Уклоны каждого элемента рельефа участка (водораздел, склон  и пойма) вычисляются по формуле:

i = (H_a-H_b)/L_ab,

где i - уклон участка;

Н_А,Н_в - отметки верхней и нижней горизонталей соответственно, м;

L_ab- расстояние между верхней и нижней отметками, м.

Уклон на водоразделе: i = (98,5-97,5)/(9,0*100)=0,0011

Уклон на склоне: i = (97,5-95,0)/(4,7*100)=0,0053

Уклон поймы: i = (95,0-92,7)/(11,2*100)=0,002

Расчет расстояния между  валами лиманов: в=(Н₂-Н₁)/i, n=L/в, где Н₁ и Н₂ – наименьший и наибольший  слой воды в лимане (0,2 и 0,8 м соответственно), i- уклон участка, в – расстояние между валами м, L- длина лимана.

1. На водоразделе: в_расч=(0,8-0,2)/0,0011=545,45, n=900/545,45=1,65=2, в_факт=L/n=900/2=450м.
2. На склоне: в_расч=(0,8-0,2)/0,0053=113,2, n=430/113,2=3,79=4, в_факт=L/n=430/4=107,5м.