Мелиоративное обустройство территории АО «Северный» Шемышейского района Пензенской области

 

 

 

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проектирование  севооборотов на орошаемом участке

Севооборот- научно-обоснованное чередование культур в пространстве и во времени, обеспечивающее накопление и восстановление плодородия почвы и повышение урожаев сельскохозяйственных культур.

Основными особенностями в построении севооборотов в условиях орошения являются:

1. Отсутствие черных паров;

2. Повышенные требования  к плодородию почвы и фитосанитарному  состоянию поля;

3. Допускается насыщение  севооборота ведущими- основными культурами и их повторный сев;

4. Для эффективного использования орошаемых земель и получения двух-трех урожаев зерновых и кормовых культур в год с одной площади поля в севооборот включают повторный посев.

Схема травопольного севооборота:

1. Вика-овес с подсевом козлятника (100га)

2. Козлятник (100га)

3. Козлятник (100га)

4. Козлятник (100га)

5. Козлятник (100га)

6.Овсяница (100га)

Оценка предполагаемой продуктивности сельскохозяйственных культур занесена в таблицу 5.

Таблица 5

Посевная площадь, урожайность и валовой сбор, возделываемых по интенсивной технологии

Культура севооборота	Вид урожая	Площадь, га	Урожайность при орошении, т/га	Валовой сбор, т
Вика-овес+ козлятник	Зел.масса	100	25	2500
Козлятник	Сено	100	10	1000
Козлятник	Сено	100	10	1000
Козлятник	Сено	100	10	1000
Козлятник	Сено	100	10	1000
Овсяница	Зел.масса	100	25	2500

2.2 Проектирование  оросительно-осушительной системы

Способ орошения- комплекс мер и приемов распределения воды на поливном участке и превращение водного потока в почвенную и атмосферную влагу. Способы орошения подразделяются на поверхностное, дождевание, аэрозольное, внутрипочвенное и капельное.

При проектировании оросительной системы необходимо выбрать тот способ орошения, подобрать технику полива – параметры технологии проведения полива (длина полос, борозд, расходы, дальность полета дождевальной струи, расстояние между увлажнителями и т. д.) и поливную технику(машины, механизмы и орудия). Оросительную сеть располагают в плане, увязывая ее с рельефом местности, севооборотными участками, полями севооборота, почвенно-мелиоративными условиями, с инженерными коммуникациями и др.

В  разрабатываемом проекты оросительная сеть проектируется для одного орошаемого севооборотного участка. Площади полей севооборота равновелики (100га). Орошаемое поле должно иметь удобную форму и достаточные размеры для работы сельскохозяйственных машин и дождевальных машин.

На плане орошаемый севооборотный участок располагается около водоисточника, оставляя экологическую зону шириной 200-300м, занятой естественной растительностью или многолетними травами. Поля на плане следует размещать так, чтобы между всеми границами полей оставалась полоса отчуждений, на которой проектируются каналы, дороги, напорные трубопроводы, лесные полосы и т.д.

Водосборная сеть служит для сбора с поливаемой площади излишней воды, образующейся после полива в каналах и трубопроводах, для отвода ливневых и талых вод, аварийного сброса воды.

К регулирующей сети на открытых оросительных системах относятся: временные оросители, выводные борозды, поливные борозды или полосы при поверхностных поливах.

План организации территории шестипольного травяного севооборота для  дождевальной машины ДФ-120 «Днепр» приведен в приложении 1.

«Днепр» ДФ-120 предназначена для полива зерновых и технических культур.  Водопроводящий трубопровод машины расположен над поверхностью поля на расстоянии 2,1 м, что позволяет поливать и высокостебельные культуры. Машина имеет фронтальное перемещение и работает позиционно.

 

3.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Определение  запасов влаги в почве

Запас влаги в почве определяется по формуле:

W0 = 100 × Нм × a × W, м3/га,

где Нм – величина активного слоя почвы для данной культуры,

a – объемная массы почвы

W – влажность в процентах от массы сухой почвы,

W0 – запас влаги в почве

Вика-овёс (кущение): W0=100*0,5*1,34*21,7=1453,9 м3/га

Козлятник(кущение): W0=100*0,5*1,34*21,7=1453,9 м3/га

Овсяница (кущение): W0=100*0,5*1,34*21,7=1453,9 м3/га

Максимальный запас влаги в почве Wmax и минимальный Wmin определяются по формулам:

Wmax = Wopt.(1 +

 

Wmin = Wopt (1 - 

d  ), 100

d  ), 100 

м3/га,

 

м3/га,

где Wopt – оптимальный запас влаги в почве – запас влаги, соответствующий наиболее благоприятным условиям для развития растений.

Wopt = Нм × А × b  , м3/га,

А= 100(1- dv / d), %,

 

где Нм – активный слой, м,

А– скважность почвы, %,

d – плотность твердой фазы почвы, г/см3 (для минеральных горизонтов

d=2,60– 2,75 г/см3, гумусовых горизонтов 2,4–2,6 г/см3, торфа и горизонтов лесных подстилок – 1,4-1,8 г/см3.

dv –плотность сложения почвы, г/см3;

bорt –процент заполнения пор почвы водой при оптимальном увлажнении для зерновых b =55–65 %, для трав b = 65–70 %, для овощных b = 70–75 %,

d – допустимый процент отклонения запаса влаги в почве от оптимального значения в сторону максимума и минимума.

При поверхностном способе полива d принимается от 10 до 15 %, при поливе дождеванием – от 8 до 10 %.

Вика-овёс: А=100*(1-1,34/2,6)=48,5%

Wopt= 0,5*48,5*65 =1576,25 м3/га

Wmax=1576,25*(1+10/100)=1733,88 м3/га

Wmin=1576,25*(1-10/100)=1418,63 м3/га

 

Козлятник: А=100*(1-1,34/2,6)=48,5%

Wopt= 0,5*48,5*65 =1576,25 м3/га

Wmax=1576,25*(1+10/100)=1733,88 м3/га

Wmin=1576,25*(1-10/100)=1418,63 м3/га

Овсяница: А=100*(1-1,34/2,6)=48,5%

Wopt= 0,5*48,5*65 =1576,25 м3/га

Wmax=1576,25*(1+10/100)=1733,88 м3/га

Wmin=1576,25*(1-10/100)=1418,63 м3/га.

 

3.2 Расчет поливных и оросительных норм

Определение оросительной нормы

Оросительная норма – количество воды, подаваемое за все поливы  на 1 га в дополнение к естественной влаге в течение вегетации для получения запланированной урожайности сельскохозяйственной культуры. Наиболее распространенным методом определения оросительной нормы является метод расчета по уравнению водного баланса орошаемого участка:

Мор.=Е–10·Р·μ – (Wг –(Wн– Wк)),

где Е – суммарное испарение (водопотребление) за период вегетации, м3/га;

Р – сумма осадков за период вегетации (от посева до уборки), мм;

μ – коэффициент использования осадков, для зоны неустойчивого увлажнения он меняется от 0,5 до 0,7;

10 – коэффициент перевода мм в м3/га;

Wг  – количество влаги, поступающей капиллярным путем из грунтовых вод при близком их залегании, м3/га;

Wн– запасы влаги в активном слое почвы в начале вегетационного периода, м3/га;

Wк – запасы влаги в активном слое почвы в конце вегетационного периода, м3/га.

 

Суммарное испарение (водопотребление) вычисляется по формуле:

Е=У·Кв , м3/га

где У – планируемая урожайность культуры, ц/га;

К – коэффициент водопотребления, показывающий затраты воды на создание единицы урожая, м3/ц.

Количество влаги, потребляемой из грунтовых вод, определяется по формуле:

Wг=Е*Кг

где Кг. – коэффициент использования грунтовых вод.

Оросительные нормы обеспечивают поддержание в корнеобитаемом слое почвы оптимальной для роста и развития растений влажности и формирования планируемого урожая орошаемых культур.

Расчетные оросительные нормы сельскохозяйственных культур запроектированного севооборота вносятся в сводную таблицу 6.

 

Вика-овёс(30.04-20.06): Е=60*55=3300 м3/га

Р= 10+13+16+16+17+18+18+17=125 мм

Wг=3300*0,1=330 м3/га

Мор=3300-10*125*0,6-(330-(1940-890))=2970≈2950 м3/га

Козлятник(17.04-10.09): Е=100*50=5000 м3/га

Р= 6,3+9+10+13+16+16+17+18+18+17+16+17+17+17+14=221,3 мм

Wг=5000*0,1=500 м3/га

Мор=5000-10*221,3*0,6-(500-(1880-620))=4432,2≈4450 м3/га

Овсяница(30.04-20.06): Е=60*55=3300 м3/га

Р= 10+13+16+16+17+18+18+17=125 мм

Wг=3300*0,1=330 м3/га

Мор=3300-10*125*0,6-(330-(1940-890))=2970≈2950 м3/га

 

Определение поливных норм

Поливной (вегетативной) нормой называют количество воды, даваемое данной культуре за один полив на 1 гектар. Поливная норма выражается в м3/га. От поливной нормы зависит урожайность сельскохозяйственных культур, размеры оросительных каналов и правильная эксплуатация оросительной системы.

Для определения поливных норм необходимо знать основные водно- физические свойства почвы, величину активного слоя и запасы влаги в почве.

Когда запас влаги в активном слое почвы к началу посева недостаточен, дают предпосевной полив, и предпосевная поливная норма определяется по формуле:

Мпредп.= Wmax – W0, м3/га, где Мпредп – предпосевная поливная норма, м3/га;

Wmax – максимальный запас влаги в почве, м3/га;

W0 – начальный запас влаги в почве перед посевом, м3/га.

 

Вегетационная поливная норма определяется по формуле

Мвег= Wmax – Wmin, м3/га, где Мвег – вегетационная поливная норма в м3/га;

Wmax – максимальный запас влаги в почве в м3/га;

Wmin – минимальный запас влаги в почве в м3/га.

Запасы влаги в активном слое почвы перед поливом не должны быть меньше запасов влаги в почве, при которых наступает завядание растений, то есть Wmin должно быть больше Wзав.

 

 

Wзав можно определить по сведущей формуле

Wзав = 100 × Нм × d × 2 Wmax , м3/га,

где Wmax – максимальная гигроскопическая влажность в процентах от массы сухой почвы: для легких почв 5–6 %; для средних почв – 7–8 %; для тяжелых – до 12 %.

Вика-овёс: Мпердп=1733,88-1453,9=279≈300 м3/га

Мвег=1733,88-1418,63=315≈300 м3/га

Wзав=100*0,5*2,6*2*7=1820≈1800 м3/га

Количество поливов n=Мор/Мвег=2950/500=6

Козлятник: Мпердп=1733,88-1453,9=279≈300 м3/га

Мвег=1733,88-1418,63=315≈300 м3/га

Wзав=100*0,5*2,6*2*7=1820≈1800 м3/га

Количество поливов n=Мор/Мвег=4450/700=6

Овсяница: Мпердп=1733,88-1453,9=279≈300 м3/га

Мвег=1733,88-1418,63=315≈300 м3/га

Wзав=100*0,5*2,6*2*7=1820≈1800 м3/га

Количество поливов n=Мор/Мвег=2950/500=6

Результаты расчетов по всем культурам севооборота заносятся в таблицу 6.

Таблица 6

Оросительные, поливные нормы и их количество

 

№ п/п	Наименование культур	Мпредп	Мвег,(расчет.)	Мвег,(округ.)	Мор (расчет.)	Мор (округ.)	n
1	Вика-овёс	300	315	500	2970	2950	6
2	Козлятник	300	315	700	4432,2	4450	6
3	Овсяница	300	315	500	2970	2950	6

Значения расчетных норм поливов на практике округляют до 0 или 50, что связано с выбором поливной техники.

 

Определение норм влагозарядкого полива

Оптимальными сроками проведения осенних влагозарядковых поливов являются для озимых культур – 20-25 августа, многолетних трав и других культур – 20-25 сентября.

Норма осеннего влагозарядкового полива (м3/га) рассчитывается по формуле:

mвл =100·h·в·(НВ – Ф)+10·Z –10·А·α,

где h – глубина увлажняемого слоя почвы, м;

в – плотность расчетного слоя почвы, т/м;

γнв – наименьшая влагоемкость расчетного слоя почвы, % от массы абсолютно-сухой почвы;

 γф – фактическая влажность расчетного слоя почвы ко времени проведения влагозарядкового полива, % от массы абсолютно-сухой почвы.

10·Z – потери воды на испарение за период от начала проведения влагозарядкового полива до наступления холодных дней (10-15 октября), м3/га;

А – среднемноголетнее количество осадков от времени проведения влагозарядки до наступления теплых дней в весенний период (15– 20 апреля), мм;