CC BY
49
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 631.117
ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ОРОШЕНИЕ SUBSOIL IRRIGATION А.Д. Ахмедов
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
A.D. Ahmedov
Volgograd state agricultural academy
Рассмотрено формирование контуров увлажнения в зависимости от поливной нормы и конструкции увлажнителя. Для определения характеристики контуров увлажнения в зависимости от поливных норм подсчитывались коэффициенты вертикального распространения Кв и форм Кф. Установлена целесообразность применения малой поливной нормы.
The water distribution patterns depending on the irrigating rates and constructions of subsoil tubes are considered in the article. In order to define the characteristics of water distribution patterns depending on the irrigating rates, the ratio of vertical spreading (Кь) and the ratio of forms (Kf) were calculated. The expediency of using low irrigating rates is determined.
В течение трех лет на экспериментальной базе нашей академии проводились полевые опыты по внутрипочвенному орошению
люцерны на зеленый корм. Участок расположен в АОЗТ
«Ахтубинское» Среднеахтубинского района Волгоградской области в
20 м от русла реки Ахтуба, выполняющей функции естественного дренажа, что обусловливает невозможность подъема уровня
грунтовых вод, а пресные грунтовые воды исключают засоление.
По морфологическим показателям почву орошаемого участка можно отнести к аллювиально-луговым слоистым легко-суглинистым разновидностям. Механический состав почвогрунтов неоднороден и изменяется по профилю от средних суглинков до супесей и песков. Грунтовые воды залегают на глубине более 6,2 м и растениям не доступны. Содержание гумуса невысокое. В слое 0-0,5 м в среднем она составляет 0,86-0,88 % сухой почвы. Для метрового слоя почвы
плотность на участке составила 1,50 т/м3, а наименьшая
влагоемкость - 19,27 % от массы сухой почвы. Для большей части
пойменных почв количество легкорастворимых солей в зоне аэрации не превышало 0,1-0,2 %, хлор вымыт за пределы двухметровой
толщи.
По ходу исследования определяли степень и характер увлажнения почвы при различных расстояниях между увлажнителями (1,5-2,0 м)
и конструкциях их, при разных напорах (0,2-0,7 м) и поливных нормах (350, 600 м3/га).
Поливы во всех вариантах опыта проводили при влажности почвы на уровне 80 % НВ. Расчетный слой для увлажнения почвы составлял 0,8 м.
Основными элементами систем внутрипочвенного орошения являются увлажнители из гончарных труб с внутренним диаметром 50 мм, длиной 333 мм, расположенные по направлению общего уклона местности (0,002) на глубине 0,5 м. В первой конструкции трубы соединены муфтами из полиэтиленовой пленки шириной 0,1 м, расстояние между увлажнителями 2,0 м. Во второй конструкции трубы уложены вплотную друг к другу, стыки их не изолированы, расстояние между увлажнителями 1,5 и 2,0 м. По предотвращению просачивания поливной воды в нижние слои почвенного профиля под увлажнителем устроен противофильтрационный экран из
полиэтиленовой пленки шириной 0,25-0,30 м. Экран над
увлажнителем устроен для предотвращения его заиления и
увеличения расстояния между увлажнителями за счет увеличения контура увлажнения.
Рассмотрим результаты опытов. При I типе конструкции форма смоченного контура увлажнения приближается к прямоугольной или круглой, несколько расширяющейся по горизонтали в нижней части контура, лежащей под увлажнителем, что обусловлено поступлением влаги сначала вверх и в стороны, потом вниз.
Над увлажнителем по всей его ширине образуется водоносный слой и величина его несколько меньше применяемого напора. Водоносный слой подпитывает капиллярную кайму, расположенную на его поверхности. Распределение влаги в капиллярной кайме проходит снизу в сторону уменьшения. При уменьшении напора над осью увлажнителя от 0,6-0,5 и до 0,3-0,1 м происходит смещение центра увлажнения, а также уменьшение величины водоносного слоя относительно оси увлажнителя и, следовательно, перемещение его в более глубокие слои активного слоя почвы (0,3-1,2 м). Распределение влаги в верхних горизонтах (0-0,5 м) равномерно происходит по периметру водоносного слоя.
При 2-ом типе конструкции форма смоченного контура приближается к эллипсу, что обусловлено поступлением влаги, во-первых, в стороны, а затем вверх и вниз. В остальном процесс образования зоны насыщения и капиллярной каймы происходит как у конструкции 1-го типа. Смещение зоны насыщения зависит от напора, при уменьшении его до 0,3-0,1 м происходит смещение центра контура увлажнения ниже от оси увлажнителя. В табл. 1 приведены размеры и площади контуров увлажнения в зависимости от конструктивных особенностей увлажнителей и величины напора.
Из таблицы видно, что площадь смоченного контура во II типе конструкции увлажнителя в среднем на 0,04-0,08 м2 больше, чем в I.
Таблица 1
Размеры контуров увлажнения
Тип конструкции увлажнителя Время наблюден ИЯ Напор воды, м Размеры контура увлажнителя, м Площадь контура увлажнения, м2
высота ширина
Г ончарная трубка на а 0,60 0,47 1,31 1,59
муфтах с б 0,60 0,50 1,44 2,01
противофильтрацион а 0,50 0,41 1,00 1,25
ным экраном <1=50 б 0,50 0,50 1,39 2,38
мм, 1=333 мм. а 0,30 0,34 0,94 1,06
б 0,30 0,41 1,11 2,15
а 0,20 0,38 0,91 0,79
б 0,20 0,45 1,03 1,27
Г ончарная трубка с а 0,60 0,47 1,37 1,63
противофильтрацион б 0,60 0,50 0,48 2,09
ным экраном снизу и а 0,50 0,42 1,05 1,29
сверху и снизу <1=50 б 0,50 0,50 1,33 2,41
мм, а 0,30 0,35 0,97 1,12
1=333 мм б 0,30 0,43 1,16 2,19
а 0,20 0,39 0,94 0,84
б 0,20 0,45 1,08 1,33
Примечание: а - после окончания полива, б - через 18 ч после полива
При увеличении напора от 0,7 ми более область увлажнения увеличивается незначительно, порядка 0,05-0,07 м в горизонтальном направлении, но здесь возникает опасность суффозии грунта и выклинивание воды на поверхность почвы. Следовательно, целесообразно применение противофильтрационного экрана.
Экраны позволяют увеличить расстояние между увлажнителями и довести его до 1,4-1,5 м, а кроме того, применение экрана позволяет увеличить площадь смоченного контура в 1,3-1,7 раза. При этом наиболее оптимальным является напор 0,5-0,6 м.
Для изучения влияния поливной нормы на формирование контуров увлажнения рассматривались поливные нормы 600 и 350 м3/га.
Для определения характеристики контуров увлажнения в зависимости от поливных норм подсчитывались коэффициенты вертикального распространения Кв и формы Кф. Коэффициент Кв оценивает оптимальность контура увлажнения, т.е. это отношение величин распространения контура увлажнения вверх и вниз от оси увлажнителя, а Кф - отношение высоты контура увлажнения к ширине (рис. 1). Следовательно, при увеличении Кв уменьшаются потери оросительной воды на фильтрацию, а уменьшение величины Кф позволяет увеличить расстояние между увлажнителями. Рассчитанные нами значения коэффициентов Кв и Кф представлены в табл. 2.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таблица 2
Влияние величины поливной нормы на распространение контура увлажнения
Поливн ая норма, м3/га Время после полива, сут. Параметры контуров увлажнения
аьм а2,м А, м В, м а!/а2 А/В Б, м2
600 0 0,29 0,48 0,77 1,16 0,60 0,66 0,78
1 0,28 0,64 0,92 1,27 0,44 0,72 1,07
3 0,19 0,67 0,86 1,06 0,28 0,81 0,87
5 0,09 0,36 0,45 0,60 0,25 0,75 0,26
7 0,03 0,13 0,16 0,29 0,23 0,55 0,04
350 0 0,25 0,40 0,65 1,05 0,62 0,61 0,58
1 0,24 0,53 0,77 1,10 0,45 0,70 0,77
3 0,27 0,58 0,75 0,94 0,25 0,79 0,67
5 0,08 0,32 0,40 0,56 0,25 0,71 0,21
7 0,03 0,11 0,14 0,26 0,27 0,54 0,03
Рассматривая формирование контуров увлажнения в зависимости от поливных норм, необходимо отметить, что возрастание поливной нормы с 350 до 600 м3/га позволяет увеличить расстояние между увлажнителями на 0,10-0,15 м за счёт возрастания абсциссы контура увлажнения. При этом увеличивается площадь контура увлажнения.
Однако при увеличении поливной нормы возрастают потери воды на глубинную фильтрацию, уменьшаются величины коэффициента вертикального распространения, что является нежелательным явлением при внутрипочвенном орошении. Ширину контура увлажнения при устройстве противофильтрационного ленточного экрана под увлажнителем уточняют по зависимости:
в__к^2С^+т
\ ^ ф Чуд
где В - ширина контура увлажнения, м; К - эмпирический коэффициент, осредняюгций водопроницаемость почв ^уд/Кф), принимается равным 0,86; qУд - удельный расход впитывания воды (на 1 пог. м увлажнителя), м3/чм; С - эмпирический коэффициент, характеризу-югций влагопроводность грунтов в пределах контура увлажнения, зависит от механического состава почв, составляет 0,074 на легкосуглинистых почвах, 0,065 - на среднесуглинистых, 0,053 - на тяжелых суглинках; Кф - коэффициент фильтрации грунтов на уровне закладки увлажнителей, м/с; \¥ак - наименьшая объемная активная влагоемкость, м3/м3; Д - эмпирический коэффициент, учитывающий дополнительное боковое растекание влаги под воздействием экрана, зависит от водно-физических свойств почвы, составляет 1,10 на легких почвах, 1,20 - на тяжелых; Вэ - ширина противофильтрационного экрана, м.
***** тшслсиж*****
№ 4 (12) 2008
Рис. Параметры контура увлажнения
А - высота контура увлажнения, м, В - ширина увлажнения, м; а! и а2 - верхняя и нижняя полуоси контура увлажнения, м; в - расстояние между увлажнителями, м; Б - площадь контура увлажнения, м2.
