CC BY
14Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(26), 2017 г., [98-114] УДК 631.674.4
А. Н. Рыжаков, В. Н. Шкура, А. С. Штанько
Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск, Российская Федерация
ОЧЕРТАНИЯ КОНТУРОВ УВЛАЖНЕНИЯ, ФОРМИРУЕМЫХ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ
Целью исследования является определение и обоснование наиболее типичной формы локальных контуров увлажнения и получение зависимости, описывающей граничные и внутриконтурные изоплеты локальных контуров капельного увлажнения. При проведении исследований использовались материалы собственных изысканий и данные, приведенные в известных публикациях. В процессе аналитического исследования проводился анализ параметров контуров увлажнения, формируемых в различных почвенных и технико-технологических условиях при капельном поливе. При анализе линейных параметров контуров увлажнения (глубина и ширина) переводились в относительные величины, что позволяло сравнивать очертания и оценивать подобие как разновеликих контуров капельного увлажнения, так внутриконтурных изоплет с различным уровнем влажности. В результате анализа параметров (форм) контуров увлажнения, формируемых в различных почвенных и технико-технологических условиях при капельном поливе, установлено, что в качестве базового варианта может быть рассмотрена зависимость, предусматривающая описание очертания контуров наиболее типичной формы и положения внутриконтурных изоплет в относительных координатах при предварительно установленных значениях глубины и радиуса контуров и учитывающая константы, характеризующие почвенные и технологические условия формирования контуров увлажнения. В результате исследований получена экспериментальная зависимость, описывающая в относительных координатах очертания контура увлажнения, формируемого в почвогрунтовом пространстве при капельном поливе, позволяющая с приемлемой для практического применения точностью (12 %) определять границы, а в последующем площади и объемы зон увлажнения при капельном поливе.
Ключевые слова: капельное орошение, поливная норма, контур увлажнения, до-поливная влажность, изоплета, очертание контура.
A. N. Ryzhakov, V. N. Shkura, A. S. Shtanko
Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems, Novocherkassk, Russian Federation
MOISTURE CONTOURES PROFILE FORMED BY DROP IRRIGATION
The aim of the study is to determine and substantiate the most typical form of local moisture contours and to obtain dependences describing the boundary and inner isopleths of local drip irrigation contours. In analytical study, the analysis of moisture contours parameters, formed under different soil and technical-technological conditions during drip irrigation was carried out. Analyzing the linear parameters of moisture contours (depth and width), they were transformed into relative values, which made it possible to compare profiles and assess similarities of various contours of drip humidification and the in-circuit isopleths with different moisture levels. As a result of analysis of parameters (forms) of moisture contours formed under different soil and technical-technological conditions during drip irrigation, it was found
out that dependence providing a contour description of the most typical shape and position of in-circuit isopleths in relative coordinates at preset values of contour depth and radius and taking into account the constants characterizing soil and technological conditions of moisture contour formation can be taken as a base line. As a result of research, an experimental dependence describing the shape of the moisture contour formed in soil space during drip irrigation allowing to determine boundaries with an acceptable accuracy (12 % for practical use and subsequently the areas and volumes of moistening zones in relative coordinates during drip irrigation.
Key words: drip irrigation, irrigation norm, moisture contour, pre-irrigation moisture, isopleth, contour profile.
Введение. Одним из определяющих технологических параметров капельного полива является контур увлажнения, формируемый в поч-вогрунтовом пространстве при капельной подаче поливной воды из капельных микроводовыпусков. При выявлении значений (объемов) поливных норм, обеспечивающих увлажнение определенной (заданной) глубины почвенного профиля, необходимо знание объемов контуров увлажнения, формируемых в почвенном пространстве при заданных условиях капельного полива. Для расчета объемных показателей контуров необходимо знание положения (очертания) ограничивающих их поверхностей или изо-плет. Получение соответствующих описывающих их зависимостей не может быть осуществлено без аппроксимации фактически фиксируемых по данным измерений контурных линий для различных уровней влажности почв во внутриконтурном и законтурном пространстве [1].
Исследования основных параметров локальных контуров увлажнения (глубины, ширины или диаметра, вертикальной и горизонтальной площади и объема контура) велись в течение продолжительного периода и ведутся до настоящего времени. Изначально рассматривалась «приплюснутая» (для «тяжелых» по гранулометрическому составу почв) и «вытянутая» (для «легких» почв) форма локальных контуров увлажнения. В соответствии с определениями А. А. Шевченко, на рисунке 1 приведены характерные для легких и тяжелых типов почв сечения единичных контуров капельного увлажнения почвенного профиля вертикальной плоскостью [2].
В последующем «типичные» формы контуров капельного увлажнения почв ассоциировались с известными формами и использовались такие
их образные названия, как: «луковице-» или «яйцеобразная»; «яблоко-» и «грушевидная»; «каплевидная» и «колбовидная»; «шарообразная», «цилиндрическая», «эллипсовидная» и ряд других форм. Чаще всего рассматривались и качественно описывались характерные формы контуров отдельно для легких и тяжелых типов почв. При последующем изучении контуров увлажнения их очертания и формы аппроксимировались.
I
а) на песчаных почвах; б) на глинистых почвах; (^к)расч - расчетный диаметр контура; (^к)расч - расчетная глубина контура; (^к)шях - максимальный диаметр контура; (^к)шях - максимальная глубина контура;
1 - поверхность земли; 2 - капельница наземного расположения;
3 - переувлажненная зона; 4 - зона (область) расчетной влажности; 5 - зона недостаточного увлажнения; 6 - зона естественного увлажнения
Рисунок 1 - Схемы единичных контуров увлажнения, формируемых в почвенном слое при капельном орошении
Для построения аппроксимированных очертаний контуров увлажнения М. Ю. Храбровым предложена система расчетных зависимостей, позволяющих определить координаты «узловых» точек и по ним построить соответствующие контуры увлажнения [3]. М. Ю. Храбров предлагает аппроксимировать локальные контуры увлажнения, формируемые в тяжелых и легких по гранулометрическому составу почвах в соответствии со схемами, приведенными на рисунке 2.
При визуальном сравнении расчетных схем контуров увлажнения на рисунке 2 и характерных для легких и тяжелых типов почв сечений
единичных контуров капельного увлажнения на рисунке 1 заметно их значительное несоответствие.
Б1 - радиус шарового пояса увлажнения; Н1 - высота шарового пояса увлажнения; Пг и ёг - радиусы большого и малого контуров оснований; Н2 - высота усеченного контура увлажнения
Рисунок 2 - Расчетные схемы контуров увлажнения при капельном поливе для тяжелых и средних (схема а) и легких (схема б) по гранулометрическому составу почв (по М. Ю. Храброву)
Известно предложение Д. Л. Обумахова и В. Н. Шкуры, позволяющее на стадии предварительных расчетов при известных значениях радиуса и глубины контура определить его очертание, площадь (по вертикали) и объем с использованием зависимости [1], имеющей вид полинома:
кон),/ЧоН=0,49-5,83(Д/^коН)4 +10,5(^Аон)3-8,38,/,он)2 +3,24^./^), (1)
где (гкон \ - радиус контура на глубине ,, считая от поверхности земли (от , = 0 до глубины контура - ,кон);
гкон - радиус контура, определенный по максимальной удаленности границы увлажняемой зоны от оси капания по горизонтали.
К недостаткам данной зависимости относится отсутствие учета влияния на форму контуров параметров, характеризующих почвенные условия их формирования.
Кроме описанных выше, специалистами предложены и другие варианты аппроксимирующих контуры увлажнения форм граничных поверхностей или линий, но общепринятая схема аппроксимации и зависимость,
описывающая положение оконтуривающей и внутриконтурных изоплет, отсутствуют. Основным недостатком существующих схем аппроксимации контуров капельного увлажнения также является отсутствие сведений по оценке точности их аппроксимации. В связи с этим, целью данного исследования является определение и обоснование наиболее типичной формы локальных контуров увлажнения и получение зависимости, описывающей граничные и внутриконтурные изоплеты локальных контуров капельного увлажнения.
Материалы и методы. При проведении исследований использовались материалы и данные, приведенные в известных публикациях [2-11]. В процессе исследований проводился анализ параметров контуров увлажнения, формируемых в различных почвенных и технико-технологических условиях при капельном поливе. Для проведения анализа параметры контуров увлажнения (глубина и ширина) переводились в относительные величины (гкон\ /гкон и (Д/Дкон), что позволяет сравнивать и оценивать подобие как разновеликих контуров капельного увлажнения, так и их изоплет с различной влажностью.
Результаты и обсуждение. Д. О. Завадским приведены схемы «грушевидных» или «колбообразных» контуров увлажнения, формируемых в выщелоченных малогумусных сверхмощных глинистых черноземах центральной агроклиматической зоны Краснодарского края (полученных при поливе почвы капельницей расходом в 4 л/ч в течение 7, 14 и 20 ч с выдачей поливных норм 28, 56 и 80 л соответственно при уровне допо-ливной влажности увлажняемого почвенного слоя, соответствующей 60 % от наименьшей влагоемкости почвы - в д/п = 0,6 Рнв) [4]. Контуры очерчены по изоплетам с уровнем влажности Ризм = 0,75Рнв по замерам, выполненным через 24-26 ч после завершения полива. Исследования проводились в условиях глинистых черноземов при взрыхленном верхнем почвенном слое. Относительные координаты очертания, определенные по пер-
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(26), 2017 г., [98-114] вичным данным Д. О. Завадского [4], локальных контуров - (гкон\ /гкон и (¿Аон) приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Осредненные значения относительных координат границ локальных контуров капельного увлажнения почвы
(^Лкон ) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Окон/Гкон 0,333 0,426 0,578 0,730 0,877 0,966 1,000 0,952 0,834 0,891 0,000
Известны исследования форм (очертания) контуров капельного увлажнения, выполненные В. С. Бочарниковым в различных почвенных условиях (при объеме глинистых частиц в почве Жг/ч = 21,2 % МСП; наименьшей вла-гоемкости почвы Жнв = 16,5 % МСП; объемной массе почвы уоб = 1,27 г/см3
и
^г/ч = 48,4 % МСП; Жнв = 25,3 % МСП и уоб = 1,36 г/см3), для широкого
диапазона технологических параметров (при поливной норме, измеряющейся в пределах от 95 до 345 м3/га или от 2,86 л до 25,8 л на один капельный мик-роводовыпуск) с замером контуров непосредственно после полива и спустя 12, 24, 72 и 120 ч по его окончании) [5]. Характерные показатели локальных контуров в координатной сетке ((гкон / гкон ) = /(^/ккон), определенные
по первичным данным В. С. Бочарникова, приведены на рисунке 3.
Условные обозначения: х - при Wг/ч = 21,2 % МСП,
WНВ = 16,5 % МСП и уоб = 1,27 г/см3
о - при Wг/ч = 48,4 % МСП, WНВ = 25,3 % МСП и уоб = 1,36 г/см3
• - осредненные значения координат
Рисунок 3 - Графическое представление очертаний контуров увлажнения в относительных координатах ((гкон\ /гкон)= /(йг/Акон),
по первичным данным В. С. Бочарникова [6]
В результате обработки представленных на рисунке 3 данных было определено, что с точностью на уровне ±10 % очертания контуров могут быть описаны одной (осредняющей значения координат) зависимостью вида ((гкон\ /гкон)= /(Д/Дкон) вне зависимости от исходных условий
проведения экспериментальных исследований, что, с одной стороны, свидетельствует о ее универсальности, а с другой - о некоторой погрешности аппроксимации.
Известны полученные Ю. С. Уржумовой экспериментальные данные по измерению параметров и последующей аппроксимации локальных контуров увлажнения, формируемых в тяжелосуглинистых черноземах, характеризуемых значениями Жг/ч = 58,0 % МСП, Жнв = 27,0 % МСП, уоб = 1,3 г/см3 и Рн = 0,9 Рнв при поливе капельницами расходом = 3,2 л/ч и продолжительностью полива ¿пол = 590 мин (поливной нормой = 31,6 л) и ¿пол = 700 мин (= 37,3 л) [6]. Очертание контуров увлажнения, в соответствии с этими данными, определено при нижеследующих значениях определяющих их параметров: глубинах контуров увлажнения -^кон,1 = 0,60 м и ^кон,2 = 0,70 м при ^кон,1 = 0,76 м и ^кон,2 = 0,80 м соответственно. Выполненная нами камеральная обработка очертаний локальных контуров капельного полива в координатах
((гкон X,/ гкон )= / (д7дкон ) проиллюстрирована рисунком 4.
В результате обработки приведенных на рисунке 4 данных был сделан вывод, что для вышеотмеченных условий проведения эксперимента опытные данные с точностью в ±12 % могут быть описаны одной аппроксимирующей их зависимостью, вне зависимости от значений поливной нормы в исследованном диапазоне ее измерения.
Неоднозначность качественных и особенно количественных показателей относительных координат очертаний локальных контуров проиллюстрирована данными измерений, выполненными О. Н. Карпенко [7]. Усло-
вия проведения эксперимента были следующими: почвенная толща представлена тепличным субстратом (почвогрунтом), сформированным на основе тяжелосуглинистой почвы в смеси с навозом в соотношении 4 : 1; полив осуществлялся капельницами расходом - 3,9; 7,2 и 10,1 л/ч при поливной норме, равной 4,53; 5,53 и 8,31 л; замер границ контуров производился непосредственно после полива и через 24, 48 и 120 ч после его окончания. Полученные экспериментальные данные по влажности почвогрунта были аппроксимированы О. Н. Карпенко до определенных форм контуров.
Рисунок 4 - Графические представления локальных контуров капельного увлажнения почвы в относительных координатах
К^кон\ 1 Гкон)= /(¿//¿кон)» полУченного по первичным Данным
Ю. С. Уржумовой [7]
При обработке графических изображений, приведенных в исследовании О. Н. Карпенко [7] локальных контуров, в координатах и
(гкон \ /гкон получены осредненные значения параметров контура увлажнения, измеренного и камерально обработанного нами по изоплетам для различной влажности почвы (таблицы 4 и 5).
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(26), 2017 г., [98-114] Таблица 4 - Осредненные значения параметров контура увлажнения
непосредственно по завершении полива
Уровни влажности Значения (гкон )л / гкон при различных значениях ^/^кон
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
виз/п = 0,7РыВ 0,828 0,922 0,969 1,00 0,975 0,906 0,844 0,750 0,609 0,406
виз/п = 0,8выв 0,895 0,922 0,961 0,981 1,00 0,961 0,903 0,720 0,545 0,311
виз/п = 0,9выв 0,774 0,842 0,905 0,947 0,984 1,00 0,932 0,868 0,737 0,421
Осредненные значения 0,832 0,895 0,948 0,976 0,986 0,956 0,893 0,779 0,630 0,379
Лг , в % + 7,5 6,3 4,8 3,1 1,2 5,5 5,8 11,4 15,6 22
- 7,6 3,0 2,2 2,5 1,4 4,6 4,4 11,4 17,0 11,1
Таблица 5 - Осредненные значения параметров локального контура спустя 48 ч по завершении полива
Уровни влажности Значения (гкон )Л / гкон при различных значениях ^/ккон
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
виз/п = 0,65выв 0,753 0,852 0,951 0,988 1,00 0,988 0,943 0,901 0,765 0,556
виз/п = 0,70выв 0,735 0,821 0,908 0,965 1,00 0,971 0,928 0,742 0,735 0,471
виз/п = 0,80выв 0,674 0,745 0,840 0,886 0,964 1,00 0,922 0,816 0,645 0,443
виз/п = 0,90выв 0,805 0,865 0,941 0,971 1,00 0,982 0,924 0,853 0,676 0,324
Осредненные значения 0,746 0,821 0,910 0,952 0,991 0,985 0,929 0,853 0,705 0,450
Лг , в % + 10,7 10,2 8,3 7,4 2,8 1,44 0,8 4,5 9,3 38,9
- 7,9 5,4 4,5 3,8 0,9 1,5 1,5 5,6 8,5 24,4
Данные по таблицам 4 и 5 позволяют заключить нижеследующее:
- контуры увлажнения почвы, замеренные непосредственно после полива и спустя 48 ч (при прочих равных условиях), имеют сходную форму;
- величина уровня внутриконтурной влажности (положение изопле-ты) не оказывает качественного влияния на форму контура увлажнения;
- на большей части пограничной линии контуров отклонение значений (гкон/гкон не превышает ±12 %, за исключением нижней части зоны,
где они могут достигать 25 и более процентов от среднего уровня.
Кроме описанных выше, известны опытные данные по определению очертания локальных («очаговых») контуров капельного увлажнения почвы, приведенные в работах О. Е. Ясониди [8], А. Д. Ахмедова [9], В. И. Тор-бовского [10]. Обработанные нами примеры координат граничных линий контуров в координатах (гкон \ / гкон и (Ь/Икоя) приведены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Графики, характеризующие очертания локальных («очаговых») контуров увлажнения почвенного пространства в относительных координатах по первичным данным: а) А. Д. Ахмедова, б) В. И. Торбовского, в) О. Е. Ясониди
Отмеченное выше позволяет сделать вывод о возможности использования при расчетах параметров контуров увлажнения почвы соотношения ((гкон \ / гкон ) = /(И/Икон) и его осредненных значений с точностью
определения их координат, составляющей ±12 % от среднего положения граничных линий контуров и (или) положения внутриконтурных изоплет.
Полученные нами результаты исследований контуров капельного увлажнения позволили определить экспериментальную зависимость, описывающую в относительных координатах - (гкон / гкон = f (Иг./Икон) очертания контура увлажнения, формируемого в почвогрунтовом пространстве (при капельном поливе) в виде полинома:
(Гон \/Гт = К + К (И,/Икон ) - К (И1/ИКон )2 + Кз (И,/Икон )3 - К (И,/Кон Т . (2) В зависимости (2) К0, К, К, К и К - эмпирические коэффициенты. К - коэффициент (свободный член полинома), характеризующий
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 2(26), 2017 г., [98-114] величину - (гкон / гкон при (к/ккон) = 0, по значению которого определяется радиус контура на поверхности земли (гкон )А о, при известном (установленном) значении радиуса контура - (гкон), количественное значение которого определяется из соотношения - К = 1-0,005-^/ч • уоб, где Жг/ч - количество глинистых частиц (физической глины ) в процентах от массы сухой почвы (% МСП); уоб - осредненная («объемная») масса почвенного образца в ненарушенном состоянии в пределах рассматриваемого слоя почвы в г/см3; К =1,03/(К)12 - эмпирический коэффициент полинома при
(к/ккон)1; К = К + К = К +1,03/(К )12 - эмпирический коэффициент полинома при (к/ккон )2; К = К = 0,255К0 0 01 - коэффициент при соответствующих членах полинома (то есть при (к. / ккон )3 и (к / ккон )30 соответственно).
Приведенная зависимость (с точностью ±12 %) приемлема для проведения расчетов очертаний единичных контуров капельного увлажнения почвы, формирующихся в супесчаных, суглинистых и глинистых почвах в нижеприведенных диапазонах изменения содержания глинистых частиц -Жг/ч = 11,5-77,5 % МСП и наименьшей влагоемкости - Жнв = 11,0-32,0 % МСП при поливе капельницей с расходом - = 1,25-6,0 л/ч с продолжительностью полива от одного до семи часов для контуров, наблюдаемых (замеряемых) непосредственно после полива (= 1 ч) и через 24, 48 и 72 ч по завершению полива для тяжелых почв, через 12 и 36 ч для легких по гранулометрическому составу почв.
О приемлемости предлагаемой зависимости для практического использования можно судить по данным сопоставления расчетных по зависимости (1) значений (гкон/гкон с опытными значениями, полученными
А. Д. Ахмедовым [9], М. К. Гаджиевым [11], в. И. Торбовским [10], Ю. С. Уржумовой [6], в. С. Бочарниковым [5], Д. О. Завадским [4], О. Е. Ясониди [8], в различных почвенных и технологических условиях
капельного полива сельскохозяйственных угодий. Характерные примеры результатов сопоставления опытных и расчетных значений относительных координат очертания локальных контуров капельного увлажнения поч-вогрунтового пространства приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Данные сопоставления расчетных и опытных значений относительных координат очертания контуров увлажнения
Мкон ) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
По А. Д. Ахмедову
(лкон ^ Лкон 0,434 0,629 0,815 0,905 0,988 0,970 0,919 0,838 0,697 0,493 0,000
(опытные)
(лкон ^ Лкон 0,407 0,646 0,878 1,013 1,081 1,091 1,037 0,922 0,748 0,517 0,000
(расчетные)
Отклонение +6,2 -7,5 -7,7 -11,9 -9,4 -12,5 -12,8 -10,0 -7,3 -4,9 ±0,0
в процентах
По М. К. Гаджиеву
(лкон ^ Лкон 0,730 0,810 0,910 0,960 0,980 0,960 0,890 0,810 0,700 0,500 0,000
(опытные)
(лкон ^ Лкон 0,685 0,824 0,919 0,971 0,981 0,951 0,882 0,778 0,638 0,452 0,000
(расчетные)
Отклонение +6,2 -1,7 -1,0 -1,1 -0,1 +0,9 +0,9 +4,0 +8,9 +9,6 ±0,0
в процентах
По В. Н. Торбовскому
(лкон ^ Лкон 0,653 0,819 0,934 0,968 1,000 0,981 0,933 0,870 0,734 0,492 0,000
(опытные)
(лкон ^ Лкон 0,598 0,764 0,882 0,952 0,976 0,955 0,891 0,786 0,639 0,444 0,000
(расчетные)
Отклонение +9,2 +6,7 +5,6 +1,6 +2,5 +2,6 +4,5 +9,7 +12,9 +9,8 ±0,0
в процентах
По В. Н Уржумовой
(лкон ^ Лкон 0,640 0,878 0,949 0,988 1,000 0,968 0,899 0,796 0,656 0,489 0,000
(опытные)
(лкон ^ Лкон 0,608 0,770 0,886 0,954 0,976 0,956 0,894 0,791 0,649 0,460 0,000
(расчетные)
Отклонение +5,0 +12,3 +6,6 +3,4 +2,4 +2,5 +0,6 +0,6 +1,1 +5,9 ±0,0
в процентах
По В. С. Боча рникову
(лкон ^ Лкон 0,699 0,835 0,913 0,963 1,000 0,964 0,897 0,795 0,664 0,436 0,000
(опытные)
Продолжение таблицы 6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
(гкон )к / Гкон 0,671 0,814 0,913 0,967 0,979 0,951 0,884 0,779 0,638 0,453 0,000
(расчетные)
Отклонение +4,0 +2,5 ±0,0 -0,4 +2,1 +1,4 +1,4 +2,0 +3,9 -3,9 ±0,0
в процентах
По Д. О. Завадскому
(гкон )к / Гкон 0,333 0,426 0,578 0,730 0,877 0,966 1,000 0,952 0,834 0,591 0,000
(опытные)
(гкон )к / гкон 0,424 0,679 0,869 0,998 1,063 1,067 1,013 0,901 0,730 0,496 0,000
(расчетные)
Отклонение -27,3 -59,4 -50,3 -36,7 -21,2 -10,5 -1,3 +5,1 +12,5 +44,3 ±0,0
в процентах
По О. Е. Ясониди
(гкон )к / Гкон 0,612 0,792 0,911 0,963 1,000 0,964 0,908 0,816 0,681 0,482 0,000
(опытные)
(гкон )к / гкон 0,675 0,817 0,914 0,968 0,979 0,951 0,884 0,779 0,638 0,416 0,000
(расчетные)
Отклонение -10,3 -3,2 -0,3 -0,7 +2,1 +1,4 +2,6 +4,5 +6,3 +13,7 ±0,0
в процентах
Приведенные в таблице 6 данные сопоставления расчета и опытных измерений (по различным авторам) отображают и подтверждают обоснованность предложения по описанию очертания локальных контуров капельного увлажнения в виде соотношения ((гкон)А /гкон) = /(к/ккон) по эмпирической зависимости (2), позволяющей с приемлемой для практического применения точностью (±12 %) определять границы площади и объемы зон увлажнения при капельном поливе.
Выводы.
1 Специалистами предложены различные варианты аппроксимирующих контуры увлажнения форм граничных поверхностей или линий, но общепринятая схема аппроксимации и зависимость, описывающая положение оконтуривающей и внутриконтурных изоплет с указанием точности аппроксимации отсутствует. Указанные обстоятельства актуализируют задачу исследований и определения обоснованной и наиболее типичной формы локальных контуров увлажнения и получения соответствующей за-
висимости, описывающей (очерчивающей) контуры поверхностей (линий), а также характерных линий внутриконтурного положения изолиний с определенным уровнем влажности (изоплет).
2 в результате проведенного анализа параметров контуров увлажнения, формируемых в различных почвенных и технико-технологических условиях при капельном поливе, установлено, что в качестве базового варианта может быть рассмотрена зависимость вида ((гкон / гкон )= / (к./ккон),
предусматривающая описание очертания контуров наиболее типичной формы и положения внутриконтурных изоплет в относительных координатах при предварительно установленных значениях глубины к и радиуса г контуров и учитывающая константы, характеризующие почвенные и технологические условия формирования контуров увлажнения.
3 в результате проведенных исследований получена экспериментальная зависимость (2), описывающая в относительных координатах -(гКОн/ гКОн = I(к/К0Н) очертания контура увлажнения, формируемого
в почвогрунтовом пространстве (при капельном поливе), позволяющая с приемлемой для практического применения точностью (±12 %) определять границы, площади и объемы зон увлажнения при капельном поливе. Приемлемость предлагаемой зависимости для практического использования подтверждается результатами сопоставления рассчитанных по данной зависимости значений (гкон \ /гкон с опытными их значениями, полученными
другими специалистами в различных почвенных и технологических условиях капельного полива сельскохозяйственных угодий.
Список использованных источников
1 Шкура, в. Н. Расчетный метод определения параметров контура увлажнения при подземно-капельном орошении / в. Н. Шкура, Д. Л. Обумахов // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. - 2014. - № 4(16). -С. 25-36. - Режим доступа: http:rosniipm-sm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec294-field6.pdf.
2 Шевченко, А. А. Капельное орошение садов / А. А. Шевченко, Е. Ф. Кушни-ренко, М. М. Зобенко // Гидротехника и мелиорация. - 1977. - № 2. - С. 51-55.
3 Храбров, М. Ю. Технология малообъемного орошения / М. Ю. Храбров // Мелиорация и водное хозяйство. - 2000. - № 4. - С. 30-32.
4 Завадский, Д. О. Капельное орошение молодого яблоневого сада и виноградников в условиях центральной зоны Краснодарского края: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 06.01.02 / Завадский Дмитрий Олегович. - Новочеркасск, 1991. - 28 с.
5 Овчинников, А. С. Методика расчета и обоснование параметров контура увлажнения в условиях открытого и закрытого грунта / А. С. Овчинников, В. С. Бочар-ников, М. П. Мещеряков // Природообустройство. - 2012. - № 4. - С. 10-14.
6 Уржумова, Ю. С. Конструкция и гидравлический расчет водовыпуска системы локального низконапорного орошения садов и виноградников // Современные проблемы мелиорации земель, пути и методы их решения: сб. науч. тр. по материалам между-нар. конф. и науч. семинаров в 2003 г. - В 2 ч. - Новочеркасск, 2003. - Ч. 1. -С. 201-207.
7 Карпенко, О. Н. Капельное орошение роз в теплицах: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 06.01.02 / Карпенко Ольга Николаевна. - Новочеркасск, 1989. - 22 с.
8 Ясониди, О. Е. Водосбережение при орошении / О. Е. Ясониди. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2004. - 473 с.
9 Ахмедов, А. Д. Контуры увлажнения почвы при капельном орошении / А. Д. Ахмедов, Е. Ю. Галиуллина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2012. - № 3. -С. 183-188.
10 Торбовский, В. И. Режим и техника капельного орошения малины: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 06.01.02 / Торбовский Василий Иванович. - Новочеркасск, 1992. - 24 с.
11 Олейник, А. М. Характер формирования контуров увлажнения почвы при капельном орошении. Режимы орошения и водопотребление сельскохозяйственных культур на Северном Кавказе / А. М. Олейник, М. К. Гаджиев. - Новочеркасск, 1984. -С. 129-133.
References
1 Shkura V.N., Obukhakhov D.L., 2014. Raschetnyy metod opredeleniya parametrov kontura uvlazhneniya pri podzemno-kapelnom oroshenii [Calculation method for calculating parameters of moisture contour under subsurface drip irrigation]. Nauchnyy Zhurnal Ros-siyskogo NII Problem Melioratsii [Scientific Journal of Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems], no. 4(16), pp. 25-36, available: http:rosniipm-sm.ru/dl_files/udb_files/udb13-rec294-field6.pdf. (In Russian).
2 Shevchenko A.A., Kushnirenko Ye.F, Zobenko M.M., 1977. Kapelnoye orosheniye sadov [Drip irrigation of garden]. no. 2, pp. 51-55. (In Russian).
3 Khrabrov M.Yu., 2000. Tekhnologiya maloobyemnogo orosheniya [Technology of low-volume irrigation]. Melioratsiya i vodnoe khozyaystvo [Melioration and Water Management]. no. 4, pp. 30-32. (In Russian).
4 Zavadskiy D.O., 1991. Kapelnoye orosheniye molodogo yablonevogo sada i vinogradnikov v usloviyakh tsentralnoy zony Krasnodarskogo kraya: avtoreferat diss. kand. tekhn. nauk [Drip irrigation of young apple orchard and vineyards in the central zone of Krasnodar Territory: abstract of cand. tech. sci. diss.]. Novocherkassk, 28 p. (In Russian).
5 Ovchinnikov A.S., Bocharnikov V.S., Meshcheryakov M.P., 2012. Metodika rascheta i obosnovaniye parametrov kontura uvlazhneniya v usloviyakh otkrytogo i zakrytogo grunta [The calculation method and substantiation of moisture contour parameters under the conditions of the open and closed ground]. Prirodoobustroystvo [Environmental Engineering]. no. 4, рр. 10-14. (In Russian).
6 Urzhumova Yu.S., 2003. Konstruktsiya i gidravlicheskiy raschet vodovypuska sistemy
lokalnogo nizkonapornogo orosheniya sadov i vinogradnikov [Construction and hydraulic calculation of the water discharge system of local low-pressure irrigation of orchards and vineyards]. Sovremennyye problemy melioratsii zemel, puti i metody ikh resheniya: sbornik nauch-nykh trudov po materialam mezhdunarodnykh konferentsii i nauchnykh seminarov [Current problems of land reclamation, ways and methods for their solution: Proc. of international conferences and scientific seminars in 2003]. In 2 vol. Novocherkassk, Part 1, pp. 201-207. (In Russian).
7 Karpenko O.N., 1989. Kapelnoye orosheniye roz v teplitsakh: avtoref. diss. kand. tekhn. nauk [Drip irrigation of roses in greenhouses: abstract of cand. tech. sci. diss.]. Novocherkassk, 22 p. (In Russian).
8 Yasonidi O.Ye., 2004. Vodosberezheniye pri oroshenii [Water saving in irrigation]. Novocherkassk, business-training centre "Nabla" YURSTU (NPI), 473 p. (In Russian).
9 Akhmedov A.D., Galiullina Ye.Yu., 2012. Kontury uvlazhneniya pochvy pri kapelnom oroshenii [Contours of soil moistening during drip irrigation]. Izvestiya Nizh-nevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professionalnoe obrazovanie [Bull. Nizhnevartovsk agro university complex: science and higher vocational education]. no. 3, pp. 183-188. (In Russian).
10 Torbovskiy V.I., 1992. Rezhim i tekhnika kapelnogo orosheniya maliny: avtoreferat diss. tech. nauk [The regime and technique of drip irrigation of raspberries: abstract of cand. tech. sci. diss.]. Novocherkassk, 24 p. (In Russian).
11 Oleynik A.M., Gadzhiev M.K., 1984. Kharakter formirovaniya konturov uvla-zhneniya pochvy pri kapelnom oroshenii. Rezhimy orosheniya i vodopotrebleniye selskokho-zyaystvennykh kultur na Severnom Kavkaze [The nature of soil moisture contours formation in drip irrigation. Irrigation regimes and water consumption of agricultural crops in the North Caucasus]. Novocherkassk, pp. 129-133. (In Russian).
Рыжаков Алексей Николаевич
Должность: научный сотрудник
Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»
Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421 E-mail: xrust.89@bk.ru
Ryzhakov Aleksey Nikolayevich
Position: Researcher
Affiliation: Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems Affiliation address: Baklanovsky ave., 190, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation. 346421 E-mail: xrust.89@bk.ru
Шкура Виктор Николаевич
Ученая степень: кандидат технических наук
Ученое звание: профессор
Должность: ведущий научный сотрудник
Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»
Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421 E-mail: rosniipm@yandex.ru
Shkura Viktor Nikolaevich
Degree: Candidate of Technical Sciences
Title: Professor
Position: Leading Researcher
Affiliation: Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems Affiliation address: Baklanovsky ave., 190, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation. 346421
E-mail: rosniipm@yandex.ru
Штанько Андрей Сергеевич
Ученая степень: кандидат технических наук Должность: ведущий научный сотрудник
Место работы: федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»
Адрес организации: Баклановский пр-т, 190, г. Новочеркасск, Ростовская область, Российская Федерация, 346421 E-mail: rosniipm@yandex.ru
Shtanko Andrey Sergeevich
Degree: Candidate of Technical Sciences Position: Leading Researcher
Affiliation: Russian Scientific Research Institute of Land Improvement Problems Affiliation address: Baklanovsky ave., 190, Novocherkassk, Rostov region, Russian Federation. 346421
E-mail: rosniipm@yandex.ru
