Приемы проведения полива

Полив постоянной струей

Полив постоянной струей в борозду до настоящего времени широко распространен и в зависимости от уклона борозд, водопроницаемости почв известны ориентировочные соотношения между расходами в борозду, длинами борозд и длительностью полива. При больших уклонах расходы в борозду и длины борозд снижаются, время полива сокращается. На полях с малыми уклонами расходы в борозду увеличивают, а длина борозд возрастает в зависимости от водопроницаемости почвы, чем меньше проницаемость, тем длиннее борозда. Однако, реальный КПД техники полива в производственных условиях очень невысок. Это вызвано сочетанием многих факторов:

  • неверным подбором расходов в борозду, длин борозд, продолжительности полива, а также применением технологий полива не соответствующих конкретным условиям поля;
  • неудовлетворительное качество планировки;
  • снижение уровня подготовки поливальщиков и качества организации поливов.

Кроме того, произошли серьезные изменения в организации поливных участков. Появилось большое количество фермерских хозяйств, для которых подача воды постоянным током на орошаемые участки невозможна из-за малых расходов воды. Подача воды в хозяйство на полив в таких случаях осуществляется в определенные отрезки времени расходом, значительно превышающим произведение гидромодуля на поливную площадь. В этих условиях рекомендуются, согласно исследованиям САНИИРИ, оптимальные сочетания элементов техники полива, обеспечивающих высокие КПД техники полива.

Эти же параметры техники полива рекомендуются и для крупных фермерских хозяйств, орошаемые площади которых позволят осуществлять подачу воды в хозяйство постоянным током, поскольку КПД техники полива в этом случае оказывается выше, чем для более длинных борозд.

Однако в крупных высокомеханизированных хозяйствах может оказаться целесообразным использование борозд максимально возможной длины при высоком КПД техники полива.

Нетрудно видеть, что параметры полива более коротких борозд характеризуются более высокими значениями КПД полива. В тех случаях, когда, исходя из местных условий, нельзя уложиться в рекомендуемые длины борозд, используется следующий прием:



2. Определяется необходимое снижение расхода в борозду q1 (л/с) и снижение времени полива Т1 (час) относительно нормативного расхода qн и времени полива Тн по формулам:



При необходимости снижения поливных норм W1 относительно нормативных, при заданной длине борозды:

1) Вычисляется относительное снижение полива.

2) Определяется необходимый расход в борозду q1 полива Т1.



Расчетный КПД полива при рекомендуемых параметрах техники полива существенно выше КПД полива в производственных условиях.

Основным недостатком полива постоянной струей по бороздам является неравномерное увлажнение вдоль борозды из-за разного времени увлажнения в верхней нижней части борозды и связанные с этим потери на глубокую фильтрацию.

В зоне средних и больших уклонов бороздковый полив без поверхностных сбросов невозможен. В среднем сброс составляет в этих условиях 20-25%. Время добегания струй воды в бороздах до концов борозды, даже при равномерном распределении расходов в головах борозды, может существенно различаться.

Это вызвано не только влиянием микрорельефа поля и изменчивостью водно-физических свойств почвы, но и особенностями механизированной обработки почвы. В бороздах, по которым задние колеса трактора проходили дважды (25%), струя воды добегает до конца значительно быстрее, чем по бороздам (50%), по которым колеса трактора не проходили. В бороздах, где проходили передние колеса трактора (25%), скорость добегания струи воды также отличается. Это вызывает существенное увеличение непроизводительных расходов воды. Поэтому даже на водообеспеченных системах и рекомендуемых элементах техники полива постоянной струей целесообразно индивидуальное регулирование поливной струи. Поливальщик, движущийся вдоль низа поливных борозд, сигнализирует поливальщику, находящемуся вверху поля: в голове какой борозды надо сократить или увеличить ток воды.

При поливе постоянной поливной струей без поверхностного сброса в условиях больших и средних уклонов обойтись невозможно, особенно в почвах пониженной водопроницаемости. Сброс в таких случаях должен собираться в конце поля и направляться в ороситель или нижерасположенные поливные участки. Вся сбросная вода по разным причинам использоваться не может и направляется в коллекторно-дренажную сеть. Смешанная вода коллекторно-дренажной сети должна использоваться повторно на орошение на других орошаемых участках. Это существенно повышает использование оросительной воды.

Источник: Рекомендации по оптимальному сочетанию элементов техники полива
по бороздам для различных условий Ферганской долины /
А.А. Абиров, В.Г. Насонов. САНИИРИ, Ташкент, 2010

Полив переменной струей

Перспективной технологией поверхностного полива является полив переменной струей. Уменьшение поливных струй в борозды позволяет достичь экономии поливной воды по сравнению с поливом постоянной струей и обеспечить равномерное распределение влаги по длине борозд.

При поливе переменной струей регулировка расхода воды в борозду проводится с учетом обеспечения минимального сброса из поливных борозд.

Воду в проточные борозды подают постоянной или переменной струей. В последнем случае создаются лучшие условия равномерного увлажнения по длине борозды, не допускается сброс воды. Обычно расстояние между бороздами, их длину и глубину устанавливают при пробных поливах. Тогда же, определяют необходимое время полива, в соответствии с увлажнением почвы. Через 1-2 дня после полива, когда влага в почве перераспределится, определяют величину распространения влаги в горизонтальном и вертикальном направлениях, степень равномерности увлажнения, смыкаемость контуров смежных борозд. Для этого в нескольких точках между бороздами буром берут пробы почвы на влажность. Это желательно делать в начале, середине и конце борозд. Можно также вырыть лопатой траншею поперек борозд. На отвесной стене траншеи будет хорошо просматриваться контур увлажнения. Если между поливными бороздами имеется недоувлажненное пространство, то расстояние между ними сокращают или увеличивают подачу воды в борозды (наполнение борозд). Данный способ применяют при поливе плодовых деревьев, кустарниковых ягодников (смородины, крыжовника), земляники. В междурядье яблоневого сада делают от 4 до 8 борозд, в кустарниковых ягодниках — от 2 до 4 борозд.

Источник: BASARABIA

Равномерное увлажнение почвы по длине борозды можно получить при поливе переменной струей. Суть этого приема заключается в том, что вначале для быстрого заполнения борозды дают максимально допустимый расход воды, а затем его уменьшают в 2 раза. Влажность почвы в голове и конце борозд по глубине при таком регулировании воды получается примерно одинаковая.

Полив полей переменной струей легко осуществить при распределении воды по поливным бороздам сифонными трубками. Для этого поливальщик в каждой борозде вначале устанавливает два сифона, а после добегания струи воды до конца борозды один сифон снимает (расход уменьшается вдвое).

Полив пропашных культур проводят по бороздам, нарезанным в середине междурядий. При поливе овощных культур возможно несколько вариантов размещения растений относительно поливных борозд: в откосе, на гребне и дне борозды.

При посадке в откос борозды растения сразу попадают в благоприятные по влажности условия. Полив проводят вслед за посадкой. Приживаемость растений при этом высокая — 98%.

Источник: Mse-Online.Ru

Существенное снижение непродуктивных затрат воды при поливах на поверхностный сброс и потери на глубокую фильтрацию может быть получено при поливах переменным расходом. При таком поливе можно добиться более равномерного увлажнения по длине борозды и значительно увеличить КПД техники полива. Начальный расход в борозду должен быть максимально возможным, ограничиваясь условиями недопустимости эрозии и пропускной способности борозд.

При добегании воды до концов борозд, расход в голове борозды снижается на треть или в два раза, что исключает сброс воды или резко снижает его, для этого возможно потребуется в несколько раз уменьшить головной расход в борозды. При поливе переменной струей необходимо наблюдение в нижней части поля за расходом в конце борозды и сигнализировать поливальщику в верхней части поля о необходимости изменить расход струи в голове борозды. Правильное и быстрое сокращение сброса в производственных условиях может быть достигнуто в результате обучения и приобретения определенных навыков поливальщиком по изменению расходов.

Полив переменной струей обеспечит не только снижение затрат поливной воды, но и обеспечит определенное повышение урожайности из-за прекращения выноса верхнего слоя почвы за пределы поля и вымывания минеральных удобрений.

Для характерных условий рекомендуются следующие сочетания элементов техники полива при переменном расходе струи.

В том случае, когда ирригационная система достаточно обеспечена и не существует проблем с поливальщиками, целесообразно применять другой вариант регулирования переменной струей. Когда по половине борозд или 3/4 борозд струя дойдет до конца борозды начинается сброс, головной расход в борозды необходимо уменьшить на 50%. В таком варианте регулирования нет необходимости индивидуально уменьшать расход в каждой борозде, достаточно уменьшить расход в выводные борозды или в ок-арык, в зависимости от схемы поливного участка.

Однако изменения расхода поливной струи очень легко достигаются при подаче воды в борозды сифонами. В каждую борозду для подачи заданных расходов устанавливается по два сифона. При необходимости уменьшения расхода в два раза один сифон просто убирается.

Источник: Рекомендации по оптимальному сочетанию элементов техники полива
по бороздам для различных условий Ферганской долины /
А.А. Абиров, В.Г. Насонов. САНИИРИ, Ташкент, 2010

Дискретный полив

Сущность дискретной технологии полива по бороздам (дискретного регулирования водоподачи в борозды) заключается в том, что предельный по условиям неразмываемости почвогрунтов, слагающих ложе борозды, расход подается сериями импульсов, перемежающихся паузами. Импульс, в течение которого подается вода, прерывается паузой. Этот процесс продолжается до окончания «добегания», т.е. до момента достижения лбом струи конца борозды. Полив завершается фазой «доувлажнения», в течение которой в борозды подается, как правило, уменьшенный вдвое расход.

В период пауз происходит подсыхание ложа борозды, кольматация пор между частицами грунта, за счет чего существенно снижается глубинная фильтрация за пределы корнеобитаемой зоны и выравнивается эпюра увлажнения вдоль борозды.

Технология дискретного регулирования водоподачи рекомендуется к преимущественному применению при поливах по длинным (300-400 м) глубоким (0,2-0,25 м) тупым бороздам.

Наиболее эффективна на незасоленных или слабозасоленных орошаемых землях, спланированных под наклонную плоскость с однородным уклоном в направлении полива (0,001 ≤ lб ≤ 0,007) при средней водопроницаемости почвогрунтов.

Правильное применение дискретной технологии полива позволяет экономить 15-20% оросительной воды (в сравнении с традиционным поливом), а за счет равномерного увлажнения поливного участка на 10-15% повысить урожайность.

На поливных участках правильной конфигурации, обеспеченных командованием уровня воды в подводящей сети (свободный напор 0,6-0,8 м), дискретную технологию полива можно внедрять без особых подготовительных работ. В староорошаемой зоне массовое внедрение этой технологии потребует определенной реконструкции оросительной сети и полей.

Источник: Рекомендации по районированию дискретной технологии поверхностного полива (на примере Узбекской ССР). НПО САНИИРИ. Ташкент, 1990. Разработаны М.Г.Хорстом, Л.А.Байковым, В.В.Дашиной, Ш.А.Ишанходжаевой под научной редакцией д.т.н. Н.Т.Лактаева

Для орошаемых земель наиболее перспективной является технология поверхностного полива рассредоточенным поливным током с дискретной (прерывистой) подачей воды в борозды. Основным преимуществом такой технологии является достижение высокой равномерности увлажнения почвы по длине борозд, значительное сокращение и даже полное исключение непроизводительных поверхностных сбросов.

Преимущества этой технологии полностью реализуются на поливных участках, спланированных под наклонную плоскость с одинаковым уклоном по длине гона при использовании поливных устройств с достаточно высокой равномерностью распределения поливных струй по фронту полива и специальных технических устройств, обеспечивающих по программе переключения расходов, подаваемых в устройство.

Механизации дискретной технологии полива наиболее полностью отвечают гибкие и жесткие трубопроводы. Дискретная водоподача обеспечивает попеременное поступление воды в два поливных трубопровода равной длины, расположенных вдоль участка. Регулирующее устройство устанавливается между ними, при этом уклон вдоль трассы укладки должен быть близким к нулю.

Известен способ полива по бороздам, включающий дискретный полив группы участков с переменным расходом поливной струи, подаваемой в борозды. Недостатками данного способа полива являются эрозия почвы при поливе, потери воды на глубинную фильтрацию, неравномерность увлажнения почвы по длине борозд, сброс воды из борозд в конце поливного участка, короткая длина борозд.

Сосредоточенный дискретный полив по бороздам с переменным расходом поливной струи способствует уменьшению эрозии почвы, потерь воды на глубинную фильтрацию и сбросов воды в конце борозд при поливе по бороздам, повышению равномерности увлажнения почвы по длине борозд, увеличению длины поливных борозд.

Для проведения сосредоточенного дискретного полива с переменным расходом поливных струй, подаваемых в борозды, в оросительной системе длина поливных борозд на верхнем участке задается меньшей, чем на среднем участке, а длина поливных борозд на нижнем участке больше, чем на среднем участке. Дно верхней части поливных борозд участков покрыто мелиоративной полиэтиленовой пленкой с перфорированными отверстиями, причем расстояния между поливными отверстиями по мере удаления от начала борозд уменьшаются в соответствии с уменьшением расхода поливных струй. Длина верхней части борозд, покрытой пленкой, выбирается такой, чтобы расход поливных струй, после пробегания ими верхней части борозд, не превышал неразмывающего расхода.

Полив участков осуществляют по полосам, содержащим группы поливных борозд. Полив начинается с верхнего участка с заданным расходом поливных струй. После добегания поливных струй до конца участка, подача воды в поливные борозды в голове верхнего участка прекращается, и вода из магистрального трубопровода с заданным расходом подается в начало борозд среднего участка. Суммарный расход, подаваемый в поливные борозды, равен сумме заданного расхода и стока воды из борозд с верхнего участка, чем осуществляется подача воды в борозды с переменным расходом поливных струй.

Аналогичным образом осуществляется подача импульса полива на нижележащий участок. После выдачи импульса полива на нижний участок цикл полива участков полосы заканчивается. Дальнейший полив полосы продолжается аналогичной, поочередной циклической подачей воды на участки полосы до выдачи поливной нормы.

Оросительная система содержит источник орошения, водозаборное сооружение, напорный магистральный трубопровод, затворы с гидроприводами, установленные на входе транспортирующих трубопроводов, имеющих водовыпуски с гидрантами в выводные борозды. Дно поливных борозд выложено в верхней части черной мелиоративной полиэтиленовой пленкой с перфорированными отверстиями.

Система управления работой содержит центральный пульт управления (ЦПУ), включающий источник питания, контроллер, коммутаторы, электрогидрореле типа КЭГ-И. Вход ЦПУ соединен с напорным магистральным трубопроводом, а выходы соединены соединительными трубками с входами кранов, выходы которых соединены с гидроприводами затворов транспортирующих трубопроводов.

При строительстве оросительной системы длина борозд на верхнем участке задается меньше, чем на среднем участке, а длина борозд на нижнем участке, больше чем длина борозд среднем участке.

Способ сосредоточенного дискретного полива по бороздам с переменным расходом поливной струи реализуется следующим образом.

Перед началом полива открываются кран и гидранты на всех транспортирующих трубопроводах, расположенных на одной полосе полива. Задается время импульса полива участков контроллеру ЦПУ. После этого ЦПУ включается в работу и поочередно с заданным временем импульса полива подает давление воды на гидропривод соответствующего затвора.

При поливе затвор верхнего участка открывается, вода из магистрального трубопровода поступает в транспортирующие трубопроводы и далее через гидрант верхнего участка и выводную борозду поступает в поливные борозды. В верхней части поливных борозд заданный расход поливных струй больше не размывающего расхода. Часть воды в бороздах через перфорированные отверстия в пленке впитывается в почву, вследствие чего расход поливных струй уменьшается до не размывающего расхода, затем вода поступает в нижние части борозд. Длина борозд, покрытой пленкой с перфорированными отверстиями выбирается такой, чтобы после пробегания поливными струями этой части борозд они имели не размывающий расход. Для повышения равномерности увлажнения почвы вдоль длины борозд расстояния между перфорированными отверстиями уменьшаются в соответствии с необходимым уменьшением расхода поливных струй. После добегания поливных струй до конца борозд ЦПУ выключает затвор верхнего участка и подает давление воды на гидропривод, затвора транспортирующего трубопровода среднего участка. Затвор открывается и начинается полив среднего участка полосы. Стоки воды из верхнего участка полосы поступают в выводную борозду среднего участка. Расход воды, подаваемой в борозды среднего участка, равен сумме расхода, подаваемого из транспортирующего трубопровода и стока воды с верхнего участка, а поливная струя в голове имеет переменный расход. Это обеспечивает более быстрое пробегание поливной струёй верхней части борозды и полив нижней части борозды не размывающим расходом. При поливе нижнего участка полосы все стоки воды впитываются на участке полива, так как длина борозд нижнего участка больше, чем длина борозд среднего участка. Полив полосы продолжается аналогичной поочередной циклической подачей воды на все участки полосы до выдачи поливной нормы.

Данный способ полива позволяет предотвратить эрозию почвы, потери поливной воды с участков полива, уменьшить непроизводительные потери воды на глубинную фильтрацию, улучшить равномерность увлажнения почвы по длине борозд, повысить КПД полива, увеличить длину борозд.

Источник: ГФИС КР

Избранная библиография

Статьи

Рекреационная биогеосистемотехника: теоретические основы новой импульсной континуально-дискретной парадигмы ирригации, институциональные технические решения и инновационные программные методы долговременного превентивного управления плодородием и устойчивостью ландшафтных систем / В.П. Калиниченко, Т.М. Минкина, А.А. Зармаев, М.М. Кодзозев, В.Е. Зинченко, Л.П. Ильина (2012) 

Хорст М., Солодкий Г. - Расчет элементов техники полива по сквозным бороздам при поливе постоянной струейструей, реализуемый моделью SIRSAN-II (2010) 

Нормативно-методическая и справочная информация

Рекомендации по оптимальному сочетанию элементов техники полива по бороздам для различных условий Ферганской долины / А.А. Абиров, В.Г. Насонов (2010) 

Рекомендации по районированию дискретной технологии поверхностного полива (на примере Узбекской ССР) / Д.А. Байков, В.В. Дашина, М.Г. Хорст, Ш.А. Ишанходжаева (1990) 

Справочник по механизации орошения / Под ред. Б.Г. Штепы (1979) 

Патенты

Автоматический переключатель потока жидкости (SU 1807457)