CC BY
43ПРОЕКТ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ООО «ХУТОРОК» БРЮХОВЕЦКОГО РАЙОНА КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
THE PROJECT OF DROP IRRIGATION LLC "KHUTOROK" OF THE BRYUKHOVETSK DISTRICT OF THE KRASNODAR REGION
УДК 631.6
DOI: 10.24411/2658-4964-2020-1122
Сафронова Татьяна Ивановна
доктор техн. наук, профессор кафедры «Высшая математика», Кубанский
государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина
Снежко Алексей Владимирович
Магистрант 2-го курса факультета гидромелиорации,
Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина
Safronova T.I. saf55555 @yandex .ru
Snezhko A.V. avtodor23 @mail .ru
Аннотация
В работе рассмотрена система капельного орошения для возделывания сада по интенсивной технологии. Для проектирования системы капельного орошения произведены водохозяйственные и гидравлические расчеты, организация и технология производства работ. Отмечены преимущества систем капельного полива, описана их конструкция.
Annotation
The work considers a drip irrigation system for cultivating a garden using intensive technology. For the design of the drip irrigation system, water management and hydraulic calculations, the organization and technology of work were performed. The advantages of drip irrigation systems are noted, their design is described.
Ключевые слова: сад интенсивной технологии, капельное орошение, режим орошения
Keywords: intensive technology garden, drip irrigation, irrigation regime
Для возделывания сада в ООО «Хуторок» Брюховецкого района Краснодарского края по интенсивной технологии в Куб ГАУ разработан проект капельного орошения.
Отметим природно-климатические особенности участка проектирования
В геоморфологическом отношении орошаемый участок расположен в пределах аккумулятивно-эрозийной Прикубанской степной равнины, в междуречье р. Правый Бейсужек и верховьях балки Голубевская.
Рельеф слабоволнистый, уклоны изменяются в пределах местности 0,030,0095. Абсолютные отметки поверхности земли исследуемого участка колеблется от 22,5 до 49,5м.
Русла рек здесь врезаны в лессовидные суглинки. Склоны речных долин пологие, распаханы и заняты сельскохозяйственными угодьями.
По ландшафтной карте Брюховецкий район представляет собой аллювиально-лессовидный ландшафт правобережных террас р. Кубань с распаханными степями.
Данный район относится к Азово-Кубанской климатической зоне.
Среднемаксимальная температура наиболее жаркого месяца - 29,8 оС, среднеминимальная температура наиболее холодного месяца - 6,7 оС.
Лето жаркое с преобладанием сухой погоды. Часто бывают суховеи.
Зима наступает в конце ноября - начале декабря. Средняя высота снежного покрова - не превышает 15 см.
Рассмотрим технологические особенности выращивания орошаемой культуры. Предусматривается устройство супер интенсивного сада семечковых культур. Культура: яблоня. Супер интенсивный сад предусматривает размещение деревьев на 1 гектаре более 1600 дер./га., выращивается культура на карликовом подвое М-9 (ЕМ-1Х Т-337) с устройством опорной конструкции (шпалеры) для удержания деревьев (так как деревья на карликовом подвое имеют мочковатую корневую систему с глубиной залегания корневой системы до 1 метра, в результате чего имеют плохую якорность в почве). Также устройство противоградовых сеток, служащих для защиты сада от града и солнечных ожогов плодов яблони, и наличия капельного орошения для полива сада.
Схема посадки сада: 4,0 метра ширина междурядий и 1,0 метр расстояние между деревьями в ряду (2525 деревьев на 1 гектаре).
Отметим особенности интенсивного сада.
Определяющую роль в успешной деятельности плодоовощного хозяйства играет выбор культуры и сорта. При выборе посадочного материала однородность материала - один из ключевых факторов успеха закладки сада «Яблоки», но с условием устройства дренажной системы в случае обильного выпадения поверхностного стока.
Чтобы обеспечить стабильность плодоношения, необходимо прибегать к ежегодному регулированию урожайности. Из возможных агрохимических
приемов, регулирующих нагрузку, выделяют, прежде всего плодовую обрезку в зимний период и прореживание.
В проекте предусмотрено капельное орошение, которое в условиях сухих степей способствует эффективному использованию естественных ресурсов влаги и уменьшает негативное влияние острозасушливых периодов на почвы участка.
Принцип капельного орошения состоит в формировании луковицы увлажнения в предкорневой зоне дерева, позволяющей корневой системе регулярно поглощать воду и питательные элементы в достаточном количестве. На рисунке 1 представлена схема увлажнения почвы при капельном орошении.
1- зона питания, 2- зона увлажнения, 3- контур увлажнения
Рисунок 1 - Схема увлажнения почвы при капельном орошении (по О.Е.
Ясониди)
Характеристика очага увлажнения (по О.Е. Ясониди)
Глубина очага увлажнения для семечковых - 0,8-1м.
Ширина зоны увлажнения семечковых - 1м.
Площадь питания семечковых - 8м2.
Площадь контура увлажнения семечковых - 2-3м2.
О режиме орошения яблоневого сада. Для природно-климатических условий Брюховецкого района вегетативный период выращивания интенсивного сада - с апреля по октябрь месяц.
Выращиваемая культура - яблоня.
Для установки рекомендуются капельные линии VERED, конструкции которых состоят из капельных лент VERED, разработанные для сложных условий эксплуатации и имеющие компенсированные капельницы, что
1
in
позволяет этот вид капельных линий использовать для орошения растений на неровных участках местности и на склонах.
Система капельного орошения позволяет производить полив при значительных колебаниях параметров водного баланса почвы, необходимо удерживать влажность почвы в пределах 75-85% НВ.
Структура почвы не нарушается. Влага распространяется в прикорневой зоне по капиллярам почвы.
Сроки и число поливов определены по дефициту водопотребления. Дефицит водопотребления определен для остро сухого года 75% обеспеченности осадками.
Поливная норма - количество воды, которая подается на 1га орошаемой площади для полива деревьев на 1 полив.
Оросительная норма за вегетативный период для схемы посадки сада 4,0х1,0 составит М=2581 м3/га.
Для осуществления капельного полива проектом предусматривается устройство капельных линий АКВА ПС 16/35/1,2.
Расположим капельницы в ряду между деревьями. Примем капельницу конструкции Веред ООО «Юг-Полив» с расходом 1,6 л/час.
Определение объемов воды на орошение
При продолжительности полива 8,3 часов суточная норма полива составит 51,7м3/га.
Оросительная норма за вегетационный период для схемы посадки сада 4,0х1,0м составит М=2691 м3/га.
Определение уровня почвенной влаги в корневой зоне орошаемой культуры производится в ручном режиме с использованием тензиометров.
Решение задачи управления режимом капельного орошения на основе тензиометрического метода сводится к поддержанию в период вегетации оптимальной влажности почвы и соответствующей ей диапазонов всасывающего давления.
Таблица 1 - Величины всасывающего давления, соответствующие НВ на тяжело и среднесуглинистых почвах
Почвы Величина всасывающего давления в сантибарах
1 НВ 0,8 НВ 0,7 НВ 0,6 НВ
Легкий суглинок 9-13 29-35 61-64 80-86
Средний суглинок 14-19 33-39 62-66 80-87
Тяжелый суглинок 19-23 37-40 65-70 86-90
Выполним расчет режима орошения сада. Примем капельницу конструкции Веред ООО «Юг-Полив» с расходом 1,6 л/час. На основании исследований определяем, что при продолжительности полива 5,45 часа диаметр зоны увлажнения будет 0.5 м, а глубина 1,0 м.
Тогда площадь увлажнения под одной капельницей будет равна:
Був = пг2 = 3,14 • 0,42 = 0,5 м2 Для определения количества капельниц на 1 га рассчитаем количество рядов деревьев:
Пр = (100^0 + 1
где, пр - количество рядов деревьев, шт;
100 - сторона гектара, м;
ДLl - расстояние между рядами деревьев, м
Пр = (100/4) + 1 = 26 рядов
Количество капельниц в ряду определяется:
Пк = (100^2) + 1
где, пк - количество капельниц в ряду, шт; ДL2 - расстояние между капельницами, м
пк = (100/1) = 100 капельниц Тогда количество капельниц на одном гектаре:
п = Пр • Пк п = 26-100 = 2600 шт Рассчитываем водопотребление исходя из принятой схемы. Таблица 4.1 - Расчет потребных расходов
№ КВАРТА ЛА Итого площадь, га Орошае мая площадь , га Максимальн ый расход воды при поливе (НС), м3/час Расход 1 капельни цы, л/час Кол-во капельниц на 1 га, шт На одно дерево литров воды за смену Ма ксимал ьное общее время цикла орошения, час Кол-во деревьев на 1 га, шт. Расход воды за один полив, м3/га кол-во поливов за сезон Итого орос.норма, м.куб/га
сад 250,0га 237,0га 450 м3/час 1,2л/час. 5 050 шт/га 20,5л/дер 21,8час 2525 51,74988 52 2691 м3
Таблица 4.2 - Распределение объемов воды по декадам
Распределение объемов воды по декадам, м3/га
Итого: Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
I II III I II III I II III I II III I II III I II III
100% 14% 20% 18% 20% 18% 10%
100% 4% 4% 6% 6% 6% 8% 8% 5% 5% 7% 6% 7% 6% 6% 6% 4% 3% 3%
2 691 м3/га 108 108 161 161 161 215 215 135 135 188 161 188 161 161 161 108 81 81
Объемы воды на площади орошения 237га, м3
637 650 м3
25 506 25 506 38 259 38 259 38 259 51 012 51 012 31 883 31 883 44 636 38 259 44 636 38 259 38 259 38 259 25 506 19 130 19 130
89 271 м3
127 530 мз
114 777 мз
127 530 м3
114 777 м3
63 765 мз
637 650 мз
При продолжительности полива 8,3 часов суточная норма полива составит 51,7м3/га.
Оросительная норма за вегетационный период для схемы посадки сада 4,0х1,0м составит М=2691 м3/га.
Рассмотрим обоснование конструкции закрытой оросительной сети
Оросительная сеть состоит из подземного магистрального полиэтиленового трубопровода (МТ) ПЭ100 SDR21 по ГОСТ 18599-2001, распределительных и поливных трубопроводов ПЭ100 SDR21,26 и капельных линий АКВА ПС 16/35/1,2, толщина стенки 36 милс (0,9мм). Диаметр магистрального трубопровода 315х15,0 мм запроектирован с учетом суммарного расчетного расхода 450 м3/ч на площадь орошения 237га.
Принятые в проекте капельные линии АКВА ПС 16/35/1,2, разработаны для сложных условий эксплуатации и имеют компенсированные капельницы, что позволяет использовать этот вид капельных линий для орошения растений на неровных участках местности и на склонах.
Прочная толстая стенка трубки, позволяет применять ее при рабочем давлении до 3-4,3 атм., что в свою очередь, позволяет орошать длинные ряды растений. Высокая точность и равномерность расхода воды из капельниц обеспечивается по всей длине линии.
Высокая равномерность подачи через капельницы не зависит от давления воды на выходе капельниц, которые работают устойчиво в широком компенсационном диапазоне давлений. Встроенное устройство "противоутечки" предотвращает утечку воды из капельной линии после отключения подачи воды.
Они предназначены для длительного использования (до 15 лет). Для подбора арматуры на оросительной сети рассчитываем требуемый напор в системе из выражения:
н = н се+Х и ± н г
где Нсв- свободный напор, Нсв=5-13,0 м для капельницы; Нг - геодезический напор, м;
- суммарные потери напора, м.
где - потери напора на местные сопротивления сети (отводы, переходы, крестовины),
£Ьф - потери напора в гравийно-песчаном фильтре,
^ha - потери напора на местные сопротивления запорной арматуры на
сети.
С учетом всех потерь напора минимальный напор насосной станции составит 80 м.
Глубина заложения трубопроводов принята от 1,0 до 1,2 м, но не менее
0.8.м согласно СНиП 2.04.02-84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». Трубопроводы устраиваются на глубине большей глубины промерзания согласно настоящего СНиП.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представлено обоснование запроектированного сада, возделываемого по интенсивной технологии, подобраны соответствующие элементы конструкций. Результаты расчетов подтверждают эффективность использования капельного орошения.
Литература
1. Сафронова Т.И., Луценко Е.В. Исследование семантической информационной модели управления качеством грунтовых вод на рисовых оросительных системах // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного университета. 2004. №7. С. 5-28
2. Кузнецов Е.В., Сафронова Т.И., Приходько И.А. Системно-информационная оценка экологического состояния рисовой оросительной системы // Мелиорация и водное хозяйство. 2005. - № 3.
3. Сафронова Т.И., Харламова О.П., Приходько И.А. Регулирование солевого режима почв рисовых оросительных систем // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 36. С. 324-329.
Literature
1. Safronova T. I., Lutsenko E. V. Research of semantic information model of groundwater quality management on rice irrigation systems // Polythematic
network electronic scientific journal of Kuban state University. 2004. no. 7. Pp. 5-28
2. Kuznetsov E. V., Safronova T. I., Prikhodko I. A. System-informational assessment of the ecological state of the rice irrigation system / / Melioration and water management. 2005. - № 3.
3. Safronova T. I., Kharlamova O. P., Prikhodko I. A. Regulation of the salt regime of soils of rice irrigation systems // Proceedings of the Kuban state agrarian University. 2012. no. 36. Pp. 324-329.
