ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДНЫХ МЕЛИОРАЦИЯХ ЗЕМЕЛЬ
Определение и классификация водных мелиорации Водные мелиорации земель вид мелиорации, осуществляемый посредством подачи или отвода воды, сохранения и перераспределения влаги с целью регулирования водного режима земель (почв) и территорий. Основным объектом водных мелиорации является земля один из компонентов окружающей природной среды, а основным преобразующим фактором (средством) под воздействием которого осуществляется мелиорация, является вода. Водные мелиорации, воздействуя главным образом на водный режим земель (почв), оказывают большое влияние на их воздушный, тепловой и микробиологический и вместе с ним на питательный режимы и, следовательно, на плодородие почв и направление почвообразовательного процесса.
Изменяя водный режим земель (почвенной влаги и поверхностных вод), водные мелиорации влияют также на внутренний влагооборот мелиорируемых территорий и, следовательно, на изменение не только почвенных, но и климатических и гидрологических условий (режим поверхностных и грунтовых вод) этих территорий в нужном для хозяйства направлении. От водного режима почвы в значительной мере зависят процессы накопления и разрушения органического вещества. Водный режим, оказывая влияние на плодородие почв, очень сильно (во многих случаях решающе) влияет на ее а продуктивность (величину и устойчивость урожаев). Водные мелиорации земель реализуются посредством проведения различных мелиоративных мероприятий которые в свою очередь реализуются через способы (методы) и приемы.
Увлажнение – мелиоративное мероприятие по реализации водных мелиораций земель путем сохранения , задержания, перераспределения в пространстве и во времени естественных ресурсов влаги и атмосферных осадков. Увлажнение предусматривает сбережение и использование влаги, выпадающей на увлажняемой площади, и целесообразно в районах с достаточным количеством выпадающих осадков. Увлажнение осуществляется несколькими способами, включающими задержание стекающих вод на полях, снегозадержание и накопление снега.
Снегозадержание способ увлажнения путем предотвращения сдувания снега с полей, равномерного распределения и накопления снежного покрова с помощью агро и мелиоративных приемов. Снегозадержание позволяет сохранить на поле от сдувания ветром до 30 70 % снега, эффективно в природных зонах со снежным покровом менее 50 см. Запас воды в снеге зависит от его плот ности, ри средней П 3 в каждом 10 сантиметровом слое плотности снега 0, 3 г/см накапливается 30 мм воды, или 300 м /га. Помимо накопления влаги снежный покров защищает посевы озимых культур от вымерзания, преду преждает образование губительной для них ледяной корки; благодаря утеп ляющему действию, почва под снегом меньше промерзает и поэтому весной быстрее оттаивает и поглощает обильно талые воды, повышается эффектив ность действия вносимых удобрений. Снегозадержание обеспечивается применением следующих приемов: посадка полезащитных лесных полос и «живых» изгородей; посев высокостебельных культур создание кулис; установка щитов; устройство снежных валов и куч; оставление высокого жнивья. Все снегозадерживающие препятствия располагают поперек господствующего в данном районе ветра; при переменных ветрах по двум взаимно перпендикулярным направлениям или по кругу, расстояние между ними зависит от их высоты.
Влагосбережение способ увлажнения путем сохранения и рационального использования почвенной влаги посредством правильной обработки почвы, поддержание комковатой структуры, мульчирование и др. агромелиоративных приемов, направленных на уменьшение испарения. Ускорение снеготаяния способ увлажнения путем умень шения апасов влаги в почве и ускорение ее созревания для з проведения сельскохозяйственных работ путем зачернения поверхности снега золой, сажей и др. светопоглощающими веществами. Этот способ увлажнения эффективен в районах Севера (Якутия и др. ) характеризующихся коротким теплым периодом. Простое зачернение снега весной золой, пылью, сажей и др. Поглощающими солнечную радиацию материалами (веществами) ускоряет сход снега и удлиняет вегетационный период на 10 15 дней. Этот способ эффективен в сочетании с теплорегулирова нием. Замедление снеготаяния способ повышения почвенных влагозапасов за счет увеличения продолжительности снеготаяния посредством уплотнения или покрытия снега соломой и др. теплозащитными материалами.
Классификация мелиоративного мероприятия "Орошение" по методам и способам
Орошение мелиоративное мероприятие по реализации водных мелиорации земель, осуществляемое путем подачи воды из водного источника (наземного или подземного) в целях регулирования водного и связанных с ним воздушного, солевого и др. режимов почвы. Поверхностное орошение способ орошения, осуществляемый путем подачи воды непосредственно на поверхность почвы затоплением, по полосам и бороздам и распределения ее в вертикальном направлении гра витационными и капиллярными силами. Дождевание способ орошения, осуществляемый путем распыления над поверхностью почвы и растений искусственного дождя, создаваемого специальными аппаратами (устройствами). Внутрипочвенное орошение способ орошения, осуществляемый путем подачи воды к корням растений из увлажнителей, расположенных ниже поверхности земли. Капельное орошение способ орошения, осуществляемый путем подачи воды к корням растений через специальные микроводовыпуски капельницы. Лиманное орошение- способ орошения, осуществляемый путем задержания и использования талых вод (местного стока) с помощью водоудерживающих и водораспределительных валов и гидротехнических сооружений для однократной влагозарядки почвы. Паводковое орошение способ орошения, осуществляемый путем использования паводковых вод для однократной влагозарядки почвы.
Оросительные системы и их основные элементы Орошение мелиоративное мероприятие но реализации водных, мелиорации земель, осуществляемое путем подачи воды из водного источника (наземного или подземного) в целях регулирования водного и связанных с ним воздушного, солевого и др. режимов почвы. Оросительная система регулярного орошения представляет собой комплекс из орошаемых земель, источника орошения и разных сооружений на них для коренного улучшения неблагоприятных природных условий и повышения плодородия почв с целью получения высоких урожаев с наиболее эффективным использованием земельных и водных ресурсов, без отрицательного воздействия на окружающую среду. Оросительную систему можно рассматривать с агропроизводственной точки зрения как часть сельскохозяйственного комплекса для искусственного увлажнения полей с целью получения высоких урожаев. Основная техническая задача оросительной системы состоит в том, чтобы забрать воду из источника орошения и доставить ее к орошаемому массиву в нужные сроки и в нужных количествах и распределить между отдельными хозяйствами и полями севооборотов, создать на полях нужную для растений влажность почвы.
Требования, предъявляемые к выбору орошаемого участка и расположению севооборотных полей. Орошаемый участок лучше всего организовывать на землях, близко расположенных к источнику воды. Это позволяет удешевить строительство и уменьшить расход поливной воды за счет сокращения транспортирующей части каналов. Уровень залегания минерализованных грунтовых вод должен быть не ближе 2, 5 3 м от поверхности поля. При более близком их залегании одновременно со строительством оросительной системы должна строиться коллекторно дренажная сеть. Большое значение при выборе участка имеет характеристика почв. Почвы должны быть плодородными, не засоренными карантинными сорняками, иметь благоприятные водно физические и химические свойства. Рельеф участка должен характеризоваться достаточной выравненностью, с уклоном не более 0, 02 0, 03.
При выборе источника орошения требуется определить: • количество воды, которое дает источник в течение оросительного периода в разные по водности годы и по годам; • отметки горизонтов воды в источнике орошения и их колебания по отношению к орошаемой территории; • качество воды (наличие и крупность взвешенных частиц и количество растворенных солей). Имея данные о режиме источника орошения, необходимо правильно установить расчетный режим (год). За расчетный год принимается такой, который гарантирует работу системы с определенным процентом обеспеченности водопотребления. Величина расчетной обеспеченности стока при орошении чаще принимается от 70 до 90%, выбор зависит от экономических и гид рологических условий. Расчетный режим реки окончательно определяет возможные площади орошения. По величине площади орошения судят об оросительной способности реки. Под оросительной способностью реки понимают площадь (F га) земель, которая может быть полита из данной реки в определенный период года заданной обеспеченности при заданной структуре посевов и проектном режиме орошения: Водохранилища, созданные на водотоках, регулируют поверхностный сток, приводят его в нужное соответствие с потребностями орошения. Слабой стороной их является заиление и вследствие этого уменьшение объема и постепенная утрата регулирующего действия.
Вся орошаемая территория делится на сравнительно небольшие поливные участки или севооборотные поля. Севооборотное поле желательно принимать прямоугольной формы. Это улучшает условия механизации сельскохозяйственных работ и работ, связанных с производством полива. Внутри севооборотного поля вода распределяется временными оросителями, направленными вдоль стороны поля. Степень использования орошаемых земель определяется коэффициентом земельного использования: КЗИ= Анетто/Абрутто, Где: Анетто орошаемая площадь нетто, га; Абрутто орошаемая площадь брутто, га. Орошаемая площадь нетто- площадь, занятая продуктивными посадками, посевами или естественными лугами и пастбищами. Орошаемая площадь брутто включает площадь нетто и площади всех видов отчуждений под сооружения мелиоративных систем. Классы сооружений оросительной системы определяют по обслуживаемой ими площади орошения: Площадь системы, тыс. га свыше 300 100… 300 50… 100 до 50 Класс сооружений I II III IV
Оросительная система с открытой оросительной сетью включает в себя следующие основные элементы: 1) источники воды для орошения (река, озеро, водохранилище, подземные воды и др. ); 2) головное водозаборное сооружение; магистральный канал; 3) постоянные распределительные проводящие каналы: а) межхозяйственные каналы, подающие воду на группу хозяйств и распределяющие ее между хозяйствами; б) хозяйственные, подающие воду только в одно хозяйство; в) межучастковый (групповой) распределитель, который подает воду на один севооборот; г) участковый распределитель подает воду на отдельные полив ные участки; 4)временная оросительная сеть, которая распределяет воду внутри поливного участка и превращает воду из состояния потока в почвенную влагу; 5)водоотводящая водосборно сбросная сеть, предназначенная для сбора излишних поверхностных вод, образующихся за счет ливней, при пропуске катастрофических расходов при авариях, при опо рожнении каналов и вследствие неправильного водопользования; 6) дренажная сеть, которая устраивается на орошаемых землях при близком залегании минерализованных грунтовых вод; 7)гидротехнические сооружения на оросительной сети, обеспечивающие регулирование и управление подачей, распределением и движением воды в системе; 8)дорожная сеть; 9)полезащитные лесные насаждения.
Элементы оросительной системы 1 источник орошения; 2 бесплотинное водозаборное сооружение; 3 магистральный канал; 4 межхозяйственный распределитель; 5 внутрихозяйственный распределитель; 6 участковый распределитель; 7 – временный ороситель; 8 поливные борозды; 9 водосборно сбросная сеть; 10 лесополосы; 11 дороги; 12 нагорный канал
Оросительная система открытого типа, состоящая из земляных каналов, обладает низким КПД и коэффициентом использования оросительной воды при поливах и характеризуется трудностью процесса автоматизации распределения и подачи воды, нуждается в постоянном ремонте и уходе за каналами. Закрытые оросительные системы не имеют тех недостатков, которые присущи открытой оросительной сети. Они могут быть с самотечной, напорной или комбинированной сетью, обычно с механической подачей воды в закрытую сеть трубопроводов.
В состав закрытой оросительной сети входят : 1)источник орошения; 2)головное водозаборное сооружение или устройство для механической подачи воды из источника орошения; 3)главный транспортирующий трубопровод (напорный или безнапорный); 4) распределительные трубопроводы; 5)полевые трубопроводы; 6)сбросная сеть каналов на случай опорожнения трубопровода в конце оросительного сезона или при авариях; 7) сооружения на сети; 8) лесополосы; 9) дорожная сеть.
Схема закрытой оросительной системы 1 источник орошения; 2 насосная станция; 3 транспортирующий трубопровод; 4 распределительный трубопровод; 5 полевые трубопроводы; 6 гидранты
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ Гидротехнические сооружения на каналах оросительной системы необходимы для регулирования расходов и уровней воды в отдельных частях системы, скорости движения, а также качества подаваемой воды. Отдельные участки оросительных каналов с неблагоприятными геологическими условиями, где скорости воды превышают допускаемые, могут заменяться водопроводящими сооружениями, лотками, трубами, тоннелями. На сложных участках рельефа местности при пересечении рек, крутых понижений, болот, оврагов, отдельные участки канала соединяются специальными сооружениями: акведуками, дюкерами. В местах разветвления каналов устраиваются перегораживающие сооружения и вододелители, водосбросы, водовыпуски. К водопроводящим сооружениям относятся лотки, туннели, акведуки, дюкеры, быстротоки . Лотки представляют собой искусственные русла прямоугольного, трапецеидального и параболического сечений из различных материалов (дерева, бетона, железобетона и стали); дно их располагается на земле или на специальных опорах, эстакадах. Движение воды в них, как правило, безнапорное.
Акведуки гидротехнические сооружения мостового типа, образующие искусственные русла для продвижения воды над пониженными местами: оврагами, дорогами или реками. Они отличаются от потоков лишь тем, что опоры делаются по типу мостов. Акведуки обычно устраиваются из сборного или монолитного железобетона. Сопряжение акведука с каналом самое ответственное место сооружения. Здесь легко могут начаться размыв, фильтрация и разрушение концевого участка канала. Поэтому на концах акведука устраивают заборные или шпунтовые стенки. Дюкеры гидротехнические сооружения трубчатой конструкции, служащие для пропуска расхода воды канала под другим водотоком или при пересечении глубокой долины, дороги. Они представляют собой водоводы, напор которых создается за счет разности уровней воды во входном и выходном отверстиях. В зависимости от расхода воды дюкер состоит из одной или нескольких труб. Сечение дюкера чаще всего бывает прямоугольным или круглым, изготовленным из железобетона или металла.
Регулирование подачи воды из источника орошения осуществляется с помощью головного водозаборного сооружения, а на сети каналов с помощью специальных сооружений. В голове магистрального канала, а также в точках выдела воды от него в хозяйственные, межхозяйственные каналы и т. д. устанавливают шлюзы регуляторы, которые регулируют расход подаваемой воды, горизонты и скорость ее движения. Для этой цели они могут оборудоваться специальными автоматическими устройствами или водомерами. Для поддержания в магистральном канале или в старшем распределителе требуемого уровня воды на канале устраивают шлюз регулятор с щитовыми затворами. В конце распределительного канала с расходом воды более 0, 2 м 3/с устраивают подпорный шлюз с щитовым затвором, который закрыт во время поливов и открывается при опорожнении канала в сбросную сеть. Шлюзы регуляторы бывают открытого и закрытого типа. Открытый шлюз представляет собой искусственное русло канала, ограниченное боковыми стенками и снабженное затворами различной конструкции с подъемниками для регулирования расходов воды. Закрытые шлюзы в виде труб круглого или прямоугольного сечения устраивают обычно на каналах, проходящих в глубоких выемках, или когда через шлюз делают переезд.
На участках оросительных каналов с большим уклоном дна, на которых могут развиваться размывающие скорости, устраивают перепады. Это приходится делать там, где изменить трассу канала невозможно. На временных оросителях перепады делать нельзя, надо изменить их направление. Перепады это сопрягающие сооружения открытой и закрытой конструкции для пропуска воды и гашения ее энергии на коротком расстоянии (при резких изменениях отметок смежных участков трассы канала). Существуют два основных типа перепадов ступенчатые и консольные. Ступенчатые перепады бывают открытыми, полунапорными и напорными. Открытые ступенчатые перепады могут иметь прямоугольную или трапецеидальную форму поперечного сечения с высотой ступени не менее 0, 5 м, для гашения энергии на перепаде устраиваются стенки.
Каменно-бетонный ступенчатый перепад: 1 вход; 2 - стенка падения; 3 - выход
Быстротоки искусственные каналы, выполненные в виде лотков с уклонами, более критических, сопрягающие участки канала с разными уровнями. Дно и стенки быстротоков обычно устраиваются с повышенной шероховатостью для гашения некоторой части энергии. Быстротоки, как правило, выполняют из бетона или железобетона. На каналах с небольшими расходами и небольшой разностью уровней устраивают каменные или даже деревянные быстротоки. К сооружениям, регулирующим режим воды в каналах, относятся так же водосбросы и водовыпуски. Водосбросы и водовыпуски устраивают как в головной, так и в концевой части канала. Они предназначены для сброса воды из канала в случае его переполнения или для опорожнения при ремонте сооружений на канале. Водосбросы устраивают на постоянных каналах. Водовыпуски служат для подачи воды из постоянных каналов во временные оросители. Они бывают стационарные и переносные.
Водосброс-быстроток: 1 - глиняный замок; 2 бетонные плиты; 3 - щебеночная подготовка
На закрытой оросительной сети устраивают: елительные распределения воды между звеньями закрытой сети. Колодцы устраиваются в начале трубопроводов, ответвляющихся от распределителей старшего порядка и на них за ответвлениями. В колодцах на трубопроводах устанавливаются задвижки. - вантузы используются для автоматического удаления воздуха при опорожнении и заполнении трубопровода водой, а так же для удаления воздуха выделяющегося из воды. Вантузы устанавливаются в повышенных переломных точках профиля трубопровода и в тупиках. обратные клапаны предназначаются для предотвращения обратного тока воды. предохранительные клапаны – для снятия повышенного давления в трубопроводах. - опоражнивающие колодцы и гидранты применяются для опорожнения трубопроводов. Они располагаются в пониженных местах по трассам трубопроводов. Сброс воды производится в естественные понижения местности, если самотечный сброс невозможен. откачивается. гидранты-водовыпуски самые многочисленные сооружения на закрытой сети. Они предназначаются для подачи воды к дождевальным машинам и установкам, каналам, временным оросителям. Оборудуются ими головные и распределительные трубопроводы. упоры устраиваются на поворотах, концах трубопроводов, при делении потока с использованием тройников и крестовин, т. е. в местах где стыки труб могут потерять герметичность.
Сбросная сеть служит для опорожнения каналов при прекращении поливов, в период очистки и ремонта сети, а также для сброса излишних и дождевых вод. Сбросная сеть проектируется с учетом рельефа местности и направления оросительных каналов (чаще все го параллельно им). Сбросные каналы устраивают открытого типа глубиной до 1, 0 1, 5 м. Расход концевых каналов ориентировочно рассчитывают на расход оросительного канала в хвостовой части. Коллекторно дренажная сеть предназначена для понижения уровня и отвода грунтовых вод в целях предупреждения заболачивания и засоления земель. Применяют следующие типы дренажа: открытый горизонтальный дренаж в виде глубоких открытых каналов, закрытый горизонтальный дренаж, когда вместо каналов на глубину 2 3, 5 м закладывают дренажные трубы, и вертикальный дренаж с механической откачкой грунтовых вод. Наиболее распространенным является закрытый горизонтальный дренаж. Вертикальный дренаж особенно выгоден на землях, где откаченные воды можно использовать для орошения. Расстояние между горизонтальными дренами зависит от водопроницаемости грунта и интенсивности отвода грунтовых вод (100 600 м). Расстояние между вертикальными скважинами зависит от водопроницаемости грунтов, расхода и радиуса действия скважины, последний может быть от 0, 7 до 1, 5 км и более
Дороги и лесополосы Дороги проектируют для обслуживания системы, передвижения сельскохозяйственных машин, подвоза семян, вывоза урожая. Полевые дороги устраивают для сообщения с каждым полем; внутрихозяйственные для сообщения между полями, с усадьбами и полевыми станами, межхозяйственные для связи каждого хозяйства с железнодорожными станциями, пристанями, административными центрами; эксплуатационные для обслуживания системы. Лесные полосы, структурно входящие в состав оросительных сис тем, функционально реализуют самостоятельный вид мелиорации растительные мелиорации земель. Они сокращают скорость ветра и уменьшают испарение, а также накапливают снег в зимний период. На мелиорируемой территории размещают следующие виды лесных полос: полезащитные, приканальные, дренажные, придорожные, прибрежные, приводоемные, пастбищезащитные, озеленительные и пограничные.
Орошаемые земли со всеми их особенностями (рельеф, почва, гидрогеологические условия) являются основным элементом оросительной системы. От них в значительной степени зависят состав, число и конструкция других элементов. В состав оросительной системы входят земли одного (внутрихозяйственная оросительная система) или нескольких (межхозяйственная оросительная система) хозяйств, ассоциаций крестьянских хозяйств и сельскохозяйственных предприятий, и даже нескольких административных районов. Площадь орошаемых земель в хозяйствах зависит от технической оснащенности их и трудоемкости возделывания культур. Земли крупных хозяйств делятся на производственные участки. Производственные участки разбивают на севооборотные участки и участки вне севооборотов. Севооборотные участки в зависимости от специализации хозяйства и основной культуры в севообороте подразделяют на зерновые, кормовые, овощные и т. д. Орошаемые севооборотные участки делят на поля. Число полей и площади устанавливают в зависимости от состава культур в севообороте, природных и хозяйственных требований и технической оснащенности хозяйства. Постоянными внутрихозяйственными каналами, дорогами и водосбросами орошаемые земли делятся на поливные участки.
Скачать презентацию ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОДНЫХ МЕЛИОРАЦИЯХ ЗЕМЕЛЬ Определение
водные мелиорации.ppt