CC BY
43
УДК 631.3
UDC 631.3
ПАРАМЕТРЫ ОПТИМИЗАЦИИ РИСОВЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА НИЖНЕЙ КУБАНИ
Якуба С.Н. аспирант
Кубанский государственный аграрный Университет, Краснодар, Россия
В статье рассмотрена актуальная проблема водохозяйственного комплекса Нижней Кубани - снижение энергетических затрат на рисовых оросительных системах. Разработаны и приведены параметры оптимизации рисовых оросительных систем, которые позволяют снижать энергозатраты на коллекторно-дренажной сети рисовых оросительных систем.
Ключевые слова: РИС, ЭНЕРГИЯ, ОРОШЕНИЕ, ЭКОНОМИЯ.
PARAMETERS OF RICE INRRIGATION SYSTEMS OPTIMIZATION TO PROVIDE ENERGY SAFETY OF HYDROECONOMIC COMPLEX OF LOWER KUBAN
Yakuba S.N. post-graduate student
Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
Urgent problem of hydroeconomic complex of lower Kuban is to increase power inputs to rice irrigation systems is considered in the article. Parameters of optimization of rice irrigation systems which allow to decrease power inputs on a collector-drainage net of rice irrigation systems.
Key words: RICE, ENERGY, IRRIGATION, ECONOMY.
Рисоводство является одной из составляющей отрасли сельского хозяйства агропромышленного комплекса Краснодарского края. Кубань - это основной поставщик риса в Российской Федерации. Под рисовыми оросительными системами находится площадь 250 тыс. га. Для увеличения производства риса при снижении энергозатрат необходимо постоянно совершенствовать эксплуатацию главных мелиоративных сооружений рисовых оросительных систем.
Уменьшение удельных затрат электроэнергии за счет повышения урожайности риса и снижения напоров насосных станций - одна из основных задач водохозяйственного комплекса (ВХК), которую необходимо решать совместно с хозяйственной деятельностью рисоводческих предприятий края.
Энергетическая безопасность водохозяйственного комплекса Нижней Кубани во многом определяется техническим состоянием и режимом эксплуатации рисовых оросительных систем (РОС). Забор воды для целей
орошения риса в Краснодарском крае в среднем составляет 1386,9 млн м /год. Надежность эксплуатации РОС зависит от естественных и антропогенных факторов.
К естественным факторам РОС, определяющим естественный мелиоративный режим почв рисовых систем, можно отнести: осадки, испарение, геологию и гидрогеологию, гидрологию. Естественный мелиоративный режим РОС можно изменять с помощью головных водозаборов, магистральных каналов и сети главных коллекторов, насосных станций. Эти сооружения обеспечивают подачу и транспортировку воды на рисовые поля и далее осуществляют ее сброс в водоприемники. Из этого можно сделать вывод о том, что основными факторами, определяющими мелиоративное состояние РОС, являются антропогенные факторы. От эксплуатационной надежности сооружений зависят урожайность риса и сопутствующих культур в севообороте, энергетическая и экологическая безопасность водохозяйственного комплекса.
Наибольшее влияние на социальное, экономическое развитие районов Кубани, где выращивают рис, оказывает Марьяно-Чебургольская оросительная система (МЧОС). Поэтому исследования на МЧОС, посвященные режимам эксплуатации главных коллекторов, насосных станций в составе водохозяйственного комплекса, являются актуальными.
Для обеспечения энергетической безопасности и согласованной работы гидротехнических сооружений необходимо оптимизировать эксплуатационные режимы рисовых оросительных систем. К параметрам оптимизации РОС следует отнести минерализацию грунтовых вод (МГВ) и колебание уровня грунтовых вод (УГВ) на орошаемом массиве как во время вегетации риса, так и в межвегетационный период. Режим УГВ определяет комплекс мелиоративных мероприятий, которые необходимо выполнять в составе ВХК.
Нами проведен мониторинг минерализации грунтовых вод и колебания уровня грунтовых вод на МЧОС за 1991-2005 гг. Динамика параметров оптимизации представлена на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 - Динамика минерализации грунтовых вод
за 1991-2005 гг.
Рисунок 2 - Мониторинг уровня грунтовых вод по годам
эксплуатации
Обработка экспериментальных данных показала, что минерализация грунтовых вод имела тенденцию к небольшому росту по годам эксплуатации. Закономерность изменения МГВ можно описать уравнением:
МГВ = 0,001 • Г2 - 4,014 • Г + 3998, (1)
где Г - год наблюдений.
Закономерность колебания УГВ по годам показывает, что имелось небольшое его падение к дневной поверхности, и описывается уравнением вида:
УГВ = -0,0008 • Г2 - 3,218 • Г - 3196. (2)
Для полной оценки оптимизации параметров рисовых оросительных систем в таблице приведены данные по МГВ и УГВ, которые отражают качественное состояние уровней и минерализации грунтовых вод в зависимости от мелиоративного состояния площадей рисовых оросительных систем.
Мелиоративное состояние орошаемых земель. Минерализация
и уровень грунтовых вод по годам (1991-2005) эксплуатации
Года Общая орошаемая площадь, га Мелиоративное состояние МГВ, мг/л УГВ, м
хорош. удовл. неудовл. В том числе
недоп. УГВ засоле- ние недоп. УГВ и засол.
1991 85741 61242 15871 8628 1025 7172 431 2312 2,31
1992 85764 59661 15900 10203 2573 7200 430 2345 2,36
1993 84810 58748 15859 10203 2600 7249 354 2414 2,94
1994 84796 58816 16109 9871 2268 7249 354 2356 2,33
1995 84836 59536 15900 9400 1800 7200 354 2413 2,30
1996 84728 58666 15859 10203 2600 7249 354 2315 2,36
1997 84354 57742 16309 10203 2660 7299 354 2394 2,35
1998 84354 57554 16300 10500 2700 7267 500 2274 2,46
1999 84299 57598 16122 10579 2685 7360 594 2567 2,22
2000 84299 57849 16989 9641 2070 6997 394 2507 2,27
2001 84354 58373 17145 8836 1445 7301 90 2391 2,38
2002 84354 56600 19642 8112 1802 6104 206 2342 2,30
2003 84354 56300 19872 8182 1872 6104 206 2326 2,32
2004 84354 55350 20877 8127 1817 6104 206 2998 2,39
2005 84354 57449 19056 7849 1539 6104 206 2350 2,08
Данные таблицы свидетельствуют о том, что уровень грунтовых вод понижался, вместе с этим минерализация грунтовых вод, начиная с 1991 г., увеличивалась. С учетом колебания по годам (1991-2005) минерализация в среднем возросла на 15 %. Это связано с антропогенным воздействием на мелиоративное состояние почв рисовых полей ВХК. Для улучшения мелиоративного состояния сельскохозяйственных земель рисовых оросительных систем необходимо сократить энергозатраты на транспортировку воды по главным коллекторам, перекачку оросительной и сбросной воды. Это возможно при соблюдении правил эксплуатации мелиоративной сети, при исправном гидромеханическом оборудовании насосных станций и распределительных (вододелительных) гидроузлов.
Для этой цели в течение вегетационного периода риса необходимо поддерживать на сбросной сети горизонты воды выше проектных для уменьшения фильтрации с плоскости рисовых чеков. Это мероприятие позволит снизить напоры на насосных станциях, что обеспечит экономию потребляемой электроэнергии для перекачки сбросной воды, а также сохранение питательных веществ в почвах рисовых чеков во время вегетации рисовых растений.
