Техника поверхностного способа орошения.

Полив по бороздам – наиболее совершенный способ самотечного поверхностного орошения – применяется для полива преимущественно широкорядных пропашных культур (кукуруза, сахарная свекла, овощи, хлопчатник, плодовые и ягодные насаждения и др.). Применяется на незасоленных почвах на территории с уклонами не более 0,03, так как при большем уклоне вода размоет борозды, смоет почву и вызовет ее эрозию.

Классификация и устройство поливных борозд:

1. По глубине борозды подразделяются на: мелкие (8…12 см); средние (12…18 см); глубокие (18…25 см).

2. По проточности - на проточные (незатопляемые) и тупые (затопляемые).

3. По профилю сочетания – на параболические, трапециодальные, с бермой, с террасами, борозды-щели; по длине – на короткие (60…250 м) и длине (250…500 м).

4. По степени сельскохозяйственного использования – на засеваемые и незасеваемые.

Поливные борозды нарезают навесными культиваторами-окучниками КОН-2,8; КОН – 2,8П; КРН - 4,2 и др.

Борозды имеют преимущественно параболическое или трапецеидальное сечение с шириной по дну 8…10 см, с заложением откосов 1:1.

Глубину поливных борозд принимают 8…25 см. Расстояние между ними зависит от водопроницаемости и капиллярных свойств почв и должно быть принято таким, чтобы контуры увлажнения двух соседних борозд смыкались. С учетом этого расстояние между бороздами принимают: на легких почвах - 50…65 см, на средних - 65…80 и на тяжелых почвах - 800…100 см.

Полив по мелким бороздам применяется на хорошо спланированных полях с мелкосеменными культурами узкорядного сева: луком, морковью и др. Мелкие борозды имеют глубину 8…12 см, ширину поверху – 30…35 см. Проходят они в пахотном слое и обладают хорошей водоотдачей. Оптимальный уклон орошаемой территории – 0,0005…0,003, что характерно для пойм, плавней и дельт рек.

Полив по глубоким тупым бороздам применяется для полива овощных и пропашных культур при уклонах территории менее 0,002. Глубина этих борозд достигает 25 см, а ширина – 60 см. Борозды заполняют водой на глубину 18…20 см, после чего подачу ее прекращают и вода впитывается в почву. Длина затопляемой борозды зависит от уклона местности и может быть определена по формуле

l=(h₂ – h₁)/i, (2.45)

где h₂ и h₁ – глубины наполнения соответственно в конце и голове борозды,м;

i – уклон дна борозды.

Полив по проточным бороздам применяется для орошения всех пропашных культур при уклонах территории 0,002…0,02. Полив может осуществляться с постоянной или переменной поливной струей, без сброса и со сбросом. Чаще применяется полив переменной струей. Вначале воду подают с расходом 1…3 л/с. Когда вода пройдет 85…90% длины борозды, расход уменьшается до 0,5…1 л/с.

Полив по проточным бороздам зависимости от влажности почвы, глубины залегания грунтовых вод, периода роста и развития растений может проводиться в каждое междурядье или через междурядье. При поливе через междурядье поливная норма снижается на 45…50%, а производительность труда повышается на 35…40%.

Полив по бороздам с террасами является разновидностью полива по проточным бороздам. Суть его заключается в том, что поливные борозды нарезают на расстоянии, равном двойной ширине междурядий – 120…140 см одна от другой; между ними насыпают небольшой валик. Между валиком и поливной бороздой образуется небольшая (20…21 см) терраска, на которую высаживают рассаду овощных культур. Терраски позволяют рассадопосадочным машинам лучше заделывать рассаду в почву. Борозды-террасы нарезают до посадки специальными окучниками, навешиваемыми на культиватор-окучник КОН-2,8.

Полив по бороздам – щелям применяют для проведения влагозарядковых и предпосевных поливов большими поливными нормами на участках с недостаточно ровной поверхностью и на почвах со слабой водопроницаемостью. Борозды-щели – обычные борозды, в дне которых делают щель глубиной 17…20 см и шириной 3,5 см. общая глубина борозды-щели – 35…40 см. Длину их принимают такую же, как и в незатопляемых бороздах, а расход воды в каждую борозду увеличивают в 2…3 раза. В связи с этим производительность труда увеличивается в несколько раз по сравнению с поливом по обычным бороздам.

Расстояние между бороздами-щелями – 120…140 см. Нарезают их бороздоделателем-щелерезом БЩН-2 или БЩН-3. По бороздам-щелям можно проводить и вегетационные поливы овощей и картофеля. В этом случае борозды-щели нарезают через междурядье.

Полив по длинным бороздам. Этот способ полива можно использовать на хорошо выровненных участках с уклонами не менее 0,002 и на почвах со средней и слабой водопроницаемостью при глубине залегания грунтовых вод более 2 м. При поливе по длинным бороздам одновременно включается в работу до 100 борозд, что способствует значительному увеличению производительности труда поливальщиков.

Длина борозд зависит от механического состава почв, уклона орошаемого участка и может достигать 500 м.

Для обеспечения водоподачи одновременно в большое число поливных борозд выводные борозды нарезают по горизонталям с уклоном не более 0,001. Равномерное увлажнение почвы по длине борозды, особенно при уклонах более 0,003, достигается путем проведения поливов переменной струей.

При поливе по бороздам можно пользоваться рекомендациями научно-исследовательских учреждений (табл. 2.6).

Основные недостатки полива по бороздам: неравномерное увлажнение почвы по длине борозды, невысокая производительность труда поливальщиков (0,4…2,0га за смену), невозможность подачи небольших поливных норм. Несмотря на это, полив по бороздам широко используется в Средней Азии и других районах при выращивании хлопчатника, овощей, технических культур.

Полив напуском по полосам - применяют для культур узкорядного посева: зерновых колосовых, однолетних и многолетних трав, моркови, лука и др. При этом вода движется по поверхности почвы, покрывая ее слоем 2…3 см. Для направления движения воды полосу с двух сторон ограничивают валиками (палами) или бороздами. Применяется на территориях с уклоном 0,002…0,02.

Классификация и устройство полос. Различают три вида полива по полосам: с головным, боковым и комбинированным напуском воды на поливную полосу.

 

Таблица 2.6 - Рекомендуемые параметры поливных борозд

Средняя скорость впитывания воды в почву в первый час, см/мин	Уклон поливного участка	Борозды	Борозды-щели	Полосы
длина, м	удельный расход, л/с	длина, м	удельный расход, л/с	длина, м	удельный расход, л/с
менее 0,15 (низкая)	0,002… 0,004	250…300	1,2…1,5	250…300	2,4…3,0	250…300	6…8
0,004… 0,007	300…500	0,8…1,2	300…350	1,6…2,4	300…350	5…6
0,007… 0,010	350…400	0,5…0,8	350…400	1,0…1,6	350…400	4…5
0,15…0,3 (средняя)	0,002… 0,004	200…250	1,2…1,5	150…250	2,4…3,0	200…250	8…10
0,004… 0,007	250…300	1,0…1,2	250…300	2,0…2,4	250…300	6…8
0,007… 0,010	300…400	0,8…1,0	350…400	1,4…2,0	300…350	5…6
более 0,30 (высокая)	0,002… 0,004	120…200	1,5…2,0	120…200	3,0…4,0	150…200	10..12
0,004… 0,007	200…250	1,2…1,5	200…250	2,4…3,0	200…250	8…10
0,007… 0,010	250…350	1,0…1,2	250…350	2,0…2,4	250…300	6…8

 

По ширине полосы делятся на узкие (1,8…4,2 м) и широкие (до 35 м), а по длине - на короткие (до 50 м) и длинные (до 500 м).

Для устройства полос применяют полосоделатель ПАЛ-КЗУ-0,3, валикоделатель ВПУ-0,7, полосообразователи риджерного типа и другие орудия. При нарезке полос стремятся к тому, чтобы валики, ограничивающие их, были параллельны. Ширина полос чаще всего принимается равной 3,6 и 4,2 м, а высота валиков после их усадки – не менее 15 см. Преимущественно полосообразователей: выравнивают поверхность внутри полосы и не образуют резервы вдоль валиков. При устройстве полос валикоделателями вдоль валиков образуются резервы глубиной 6…12 см, что затрудняет равномерность распределения воды по ширине полосы.

Широкие поливные полосы ограничивают высокими (до 30 м) и пологими (m=3…4) откосами. Разравнивают их полосоделателями-разравнивателями и волокушами.

Полив с головным пуском. Применяют при продольном уклоне 0,002…0,01 и поперечном не более 0,003. Вода из временных оросителей, полевых трубопроводов или выводных борозд поступает на полосы шириной в один (3,6 или 4,2 м) или два (7,2 или 8,4 м) прохода дисковой сеялки. Валики устраивают одновременно с посевом. При посеве зерновых и трав их засевают.

Полив напуском по полосам, как правило, проводят нормой добегания, позволяющей уменьшить поливные нормы с 900…1000 м³/га до 500…700 м³/га. При этом подачу на полосу прекращают, когда вода пройдет 75…85% длины полосы.

Полив можно осуществлять и переменной струей. Для смачивания полосы подают расход воды 10…15 л/с и более на 1 м ширины полосы, а затем его уменьшают в 2…3 раза. При длинных полосах удельный расход воды не следует принимать меньше 3 л/с, так как это не только увеличивает сроки полива, но и не дает равномерного покрытия поверхности почвы водой. Длина полос зависит от механического состава, водопроницаемости почв и уклона.

Полив с боковым пуском применяют при продольных уклонах 0,02…0,03, сложном микрорельефе и поперечном уклоне более 0,002. Полосы с боковым пуском воды отделяют друг от друга не валиками, а выводными бороздами глубиной 25…30 см. Ширину полос принимают кратной ширине сеялки.

Полив с боковым пуском целесообразно применять на тяжелых суглинистых почвах. Расходы воды при этом повышенные – 25…100 л/с. Вода на полосу поступает через водовыпуски или прокопы. Расстояние между ними подбирают так, чтобы веер движения воды из одного выпуска сливался с другим. Удельный расход воды на 1 м ширины полосы устанавливают опытным путем. Длина полос достигает 300 м и более. Производительность труда при поливе невысокая – 0,8…1,5 га за смену. Недостатки: неравномерность увлажнения почвы, большие потери воды на фильтрацию в бороздах, низкая производительность.

Полив с комбинированным пуском применяется при сложном микрорельефе и продольном уклоне 0,03…0,04 на не спланированных или слабоспланированных площадях. Ширина полосы может достигать 15 м, а длина – 400 м. Удельный расход воды 10…15 л/с на 1 м ширины полосы. Вода подается на полосу из временного оросителя и выводной борозды. Комбинированный напуск воды способствует повышению производительности труда при поливе до 2…2,5 га за смену.

Полив затоплением - древнейший способ поверхностного орошения. Применяется преимущественно для орошения риса, лиманом орошении и промывке засоленных почв. Реже его применяют для орошения люцерн, кукурузы и зерновых культур.

Полив затоплением проводят на огражденных валиках площадках-чеках площадью 0,2…50 га. Чеки в рисовых хозяйствах имеют горизонтальную поверхность. Для обычных полевых культур они могут иметь уклон 0,0005…0,001. Вода, поступившая в чек, затопляет его слоем 5…15 см и впитывается в почву. Остаток воды при поливе полевых и кормовых культур сбрасывают. При поливе затоплением полевых и овощных культур внутри чеков можно нарезать борозды или полосы, т.е. применять смешанный способ полива. При этом обеспечивается быстрое продвижение воды, более равномерно увлажняется почва, снижаются поливные нормы с 4000…5000 до 1200…1500 м³/га, происходит более быстрое освобождение чека от избытка воды, так как большинство сельскохозяйственных растений не выдерживают длительного затопления. Кратковременное затопление (до 2…3 суток) удовлетворительно переносят кукуруза, люцерна, озимая и яровая пшеницы, ячмень, овес, сорго.

Положительной стороной полива затоплением является его высокая производительность (20…50 га в смену на одного поливальщика), круглосуточный полив, возможность полной автоматизации процесса водораспределения.

Основной недостаток – значительные фильтрационные потери воды, поэтому поливные нормы достигают 3000 м³/га и более.

При орошении культур затоплением очень важно правильно установить расходы воды, которые зависят от степени спланированности и уклона орошаемой территории, площади чека и поливной нормы.

Связь между этими факторами описывается уравнением

ω_ч = 0,01 m +0,24 q -21,51, (2.46)

где m - поливная норма, м³/га; q - удельный расход воды, л/с; ω_ч – площадь

чека, га.

Чем меньше уклон поверхности чека, тем быстрее он заполняется. При площади чека 5…10 га, чтобы вылить поливную норму 1000 м³/га необходимо иметь удельный расход воды 70…90 л/с.га. При той же норме, но при площади чека 15…20 га удельный расход должен быть увеличен до 110…130 л/с·га.

Полив дождеванием - распыление оросительной воды под действием искусственно создаваемого напора на мелкие капли, которые в виде дождя падают на растения и почву, увлажняя их и приземный слой воздуха.

Первые опыты по применению полива дождеванием были поставлены в нашей стране в 1875 г. инженером Г.И. Аристовым. Позднее полив дождеванием использовался в Германии, Англии и других странах.

В настоящее время в СНГ дождеванием поливают 40% орошаемых площадей. В Молдавии дождевание используется на 95%, на Украине – 92%, в России – 70% поливаемых земель. На базе дождевания успешно развивается орошение в Белоруссии, Прибалтике, Нечерноземной зоне России.

Быстрое развитие полива дождеванием в СНГ и других странах объясняется рядом преимуществ этого способа орошения: высокий уровень механизации и автоматизации процесса полива; возможность проведения поливов на полях со сложным микрорельефом, прямым и обратным уклонами; маневрирование поливными нормами в широком диапазоне – 50…900 м³/га без потерь воды на глубинную фильтрацию; улучшает микроклимат и условия развития корневой системы растений; что предупреждает засоление и заболачивание орошаемых земель.

Дождеванию присущи и недостатки: большие затраты металла на изготовление дождевальных машин, установок и труб (40…120 кг/га), неравномерность полива при ветре, невозможность глубокого увлажнения тяжелых почв, отрицательная реакция отдельных культур семейства пасленовых, винограда и других на этот способ орошения.

Дождевание целесообразно применять на участках со сплошным рельефом, безуклонных и малоуклонных территориях с почвами средней и высокой водопроницаемости для полива овощных, технических и зерновых культур, садов, лугов и культурных пастбищ.

Виды дождевания: по срокам и характеру увлажнения почвы и биологическому воздействию на сельскохозяйственные культуры различают два вида дождевания: обычное и импульсное.

При обычном дождевании воду подают на поля в виде дождя со значительным интервалом – 5…10 суток для создания оптимальных запасов влаги в активном слое почвы и смягчения микроклимата приземного слоя воздуха. Для этой цели используют дождевальные агрегаты и машины ДДА-100М, ДДА-100МА, ДДН-70, ДДН-100, «Фрегат», «Днепр» и др.

При импульсном дождевании полив осуществляется ежедневно, обычно в период наиболее высоких температур воздуха для снижения дефицита его влажности и увлажнения почвы. Аппараты импульсного дождевания работают отдельными циклами, состоящими из периода накопления воды (4…10 с) и выбрасывания («выстрела») воды в атмосферу (2…3 с).