CC BY
42Г. А. Сенчуков, И. В. Новикова (ФГБОУ ВПО «НГМА»)
ВОДОПОТРЕБНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ
Целью работы является обоснование методов определения оросительных норм сельскохозяйственных культур в условиях капельного орошения. Согласно первому методу необходимо за непрерывный ряд лет (не менее 25) по метеопараметрам определить значения дефицитов водопотребления и выбрать расчетный год. После выбора расчетного года (при капельном орошении 5 % обеспеченности) рассчитывают дефициты водопотребления по внутривегетационным периодам. В статье представлены результаты расчета дефицитов водопотребления плодового сада для условий крайне сухого года по метеостанции Семикаракорск. Схема посадки деревьев - 6*4 м. Площадь питания - 24 м . Для полива 1 дерева приняты 2 капельницы с расходом по 6 л/ч. Площадь увлажнения - 3,14 м . Расчет выполнен для среднесуглинистых почв. Величина наименьшей влагоемкости Жнв = 320 мм. Значение оросительной нормы для условий
3 3
крайнесухого года составило 1,794 м /на 1 дерево или 747 м /га. Согласно второму подходу - методу фиктивного расчетного года - необходимо иметь среднемноголетние значения метеорологических факторов, по которым рассчитывают дефициты водопо-требления за внутригодовые периоды, суммируют их за вегетационный период заданной культуры, получают значения оросительной нормы для среднемноголетних условий. Для установления оросительной нормы для года заданной обеспеченности необходимо оросительную норму для среднемноголетних условий умножить на модульный коэффициент заданной обеспеченности. Величина оросительной нормы для среднемноголетних условий составила 1,204 м3/на 1 дерево или 501,7 м3/га.
Ключевые слова: оросительная норма, дефицит водопотребления, капельное орошение, площадь увлажнения, эвапотранспирация, биоклиматический коэффициент.
G. A. Senchukov, I. V. Novikova (FSBEE HPE “NSMA”)
WATER DEMAND OF AGRICULTURAL CROPS UNDER DRIP IRRIGATION
The objective of the study was to substantiate the methods to determine irrigation
requirements for agricultural crops under drip irrigation. According to the first method, the
values of water consumption deficits should be determined by meteorological parameters for
continuous number of years (more than 25 years), and the rated year should be chosen. After
the rated year has been chosen (for drip irrigation 5 % of probability), the water consumption
deficits are calculated by intra vegetation periods. The paper results the calculation of the
water consumption deficits for orchards in Semikarakorsk for extremely dry year. Tree
2 2 planting scheme is 6*4 m . Region of plant alimentation is 24 m . Two emitters discharging
6 liters per hour are required to irrigate one tree. Area wetted is 3.14 m . The calculation was
done for medium loamy soils. Field capacity is 320 mm. Irrigation requirement for extremely
3 3
dry year was 1.794 m per one tree, or 747 m /ha. According to the second method of fictitious rated year, the average annual values of meteorological factors should be available. Using those factors, water consumption deficits for intra vegetation periods are calculated,
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4 (12) 2013 г., [93-108]
deficits for a given crop are summarized, and finally irrigation requirements for average longterm conditions are obtained. To determine irrigation requirements for the year of a given probability, irrigation requirements for average long-term conditions should be multiplied by the modular coefficient. Irrigation requirements for average long-term conditions were 1.204 m3 per one tree, or 501.7 m3/ha.
Keywords: irrigation requirements, water consumption deficits, drip irrigation, area wetted, evapotranspiration, bioclimatic coefficient.
Применение дождевого (дождевания) и наземных (поверхностных) видов полива при возделывании сельскохозяйственных культур не всегда приносит ожидаемые результаты в виде высоких урожаев и повышения плодородия почв. При больших («грузных») поливных нормах наблюдается эффект промывки почвенного слоя. При этом вместе с поливным током воды полезные для растений элементы перемещаются из верхних в более глубокие слои почвы, где они практически недоступны для корневой системы растений. Применение дождевания и технологий поверхностного полива на склонах обусловливает эрозию почв.
Выходом из сложившейся ситуации в сложных рельефных и природно-климатических условиях, где использование водообъемных технологий полива связано с определенным риском, является применение микрообъ-емных технологий орошения сельскохозяйственных культур. К таким технологиям и системам относятся мелкодисперсное и синхронноимпульсное дождевание (тумановое орошение), подземное и капельное орошение сельскохозяйственных культур.
Из перспективных технологий орошения наибольшее распространение получило капельное орошение сельскохозяйственных культур, под которым понимается орошение с подачей оросительной воды в корневую зону растений каплями или микроструями из капельниц, располагаемых над поверхностью почв, на поверхности почв или в почвенном слое. Используя этот способ полива, мы создаем растениям оптимальные условия для их роста, развития и плодоношения.
При проектировании систем капельного орошения необходимо наряду с заданием на вид сельскохозяйственного использования угодий опреде-
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4 (12) 2013 г., [93-108] литься со схемой посадки растений, что позволит установить расстояния между капельницами и между поливными трубопроводами. Большое значение имеет разработка режима орошения сельскохозяйственных культур, главной составляющей которого является оросительная норма.
Оросительная норма (нетто) за вегетационный период определяется по дефициту водопотребления сельскохозяйственной культуры по следующей формуле:
N =ум, , (1)
ор в/пот5 V /
где Мв/пот - дефицит водопотребления сельскохозяйственной культуры, мм.
Определение дефицита водопотребления сельскохозяйственной культуры при капельном орошении имеет свои особенности, так как не вся площадь питания растений увлажняется. Поясним, что следует понимать под площадью увлажнения и площадью питания.
Площадь питания растений зависит от схемы посадки, числа растений на одном гектаре.
Для определения площади увлажнения необходимо знать расход капельницы и гранулометрический состав почвогрунта.
Эмпирические зависимости диаметра и площади увлажнения от расхода капельницы в зависимости от гранулометрического состава почвог-рунта по результатам обработки данных УкрНИИГ иМ приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Уравнения связи расхода капельницы ( Qк) и диаметра
площади увлажнения ( ^увл) для различных по гранулометрическому составу почв
Тип почво-грунта При расходе капельницы от 0 до 2 л/ч При расходе капельницы от 2 до 10 л/ч
1 2 3
Песчаные Чвл—0,01 -а2+о,2б<2к £увл =0,256 • 1п( <2К)+0,322
Супесь Иуш=- О,О3.0к2+О,36<2к ^увл =0,398 -1п( <2К)+0,352
Средние суглинки Чвл—0,05-ек2+0,55бк £увл =0,427 -1п(<2к)+0,634
1 2 3
Тяжелые суглинки Оуш=-0,04-ЯК2+0,6 0к Лувл=О,574-1п(0к)+О,649
Глины Оуш = -0,075 -0К2 +0,725 ()К ^Увл=0,61 • 1п( 0К)+0,734
Примечание - Величина достоверности аппроксимации в приведенных формулах составляет не менее 0,98.
Таблица 2 - Уравнения связи расхода капельницы ( ^ ) и площади увлажнения ( 5 ) для различных по гранулометрическому составу почв
Тип почво-грунта При расходе капельницы от 0 до 2 л/ч При расходе капельницы от 2 до 10 л/ч
Песчаные 5 = 0,041 • 0 2 + 0,0070 увл 5 Х-'К 5 Х-'К ^вл=0,282-1п(0к)-0,015
Супесь 5 = 0,055 • <2 2 + 0,0290 увл 5 Х-'К 5 Х-'К *5,увл=0,589-1п(0к)-0,138
Средние суглинки 5 =0,121-О 2 +0,0740 увл 5 Х-'К 5 Х-'К 5увл=0,854-1п(0к)+0,038
Тяжелые суглинки 5 =0,178-О 2 +0,0670 5увл=1,377-1п(0к)-О,2О1
Глины Я =0,187-0 2+0,1440 увл 5 Х-'К 5 Х-'К 5увл=1,6.1п(0к)-О,182
Примечание - Величина достоверности аппроксимации в приведенных формулах составляет не менее 0,98.
Дефицит водопотребления сельскохозяйственной культуры можно определить как разность между потребными Wш¡т и наличными Жнш ресурсами увлажнения.
Потребные влагоресурсы можно определить по зависимости:
Ж -ЕТп -Б +ЕТ•(£' ),
пот 0 увл V пит увл/5
где ЕТ0 - эвопотранспирация (суммарное водопотребление), м;
5 - площадь увлажнения, м2;
ЕТ - суммарное испарение в естественных условиях увлажнения, м; 5пит - площадь питания, м2.
Наличные влагоресурсы можно определить по зависимости:
]¥ -к +А/г +Дй. (5 ),
нал осад пит увл увл н/увл V пит увл / 5
где ^осад - эффективные атмосферные осадки, м;
А/г - использование почвенных влагозапасов из расчетного слоя ув-
увл ±
лажняемои зоны, м;
Ак, - использование почвенных влагозапасов из расчетного слоя не
н/увл ±
увлажняемой зоны площади питания, м.
Выразим отношение площадей увлажнения и питания растений через
к , тогда 5 .
К “ ^ ПИТ 7
к
к
Дефицит водопотребления сельскохозяйственной культуры при капельном орошении можно установить по зависимости:
, ,=Б
в/пот(?) увл
БТ+БТ
'' '
1-1
к
к
Ак -Ак .
1^_ увл н/увл
- 0
\,х,к у ,х,к \^к
к
(2)
В зависимости от того, какую подставляем площадь увлажнения (на
1 растение (дерево, куст), на 100 метров длины ряда (овощи), на 1 гектар),
-5
будем получать дефицит увлажнения (м3), отнесенный к названным значе-
3 3 3
ниям: м /на 1 дерево, м на 100 п. м длины ряда, м /га.
Величину эвопотранспирации за расчетный интервал времени можно определить из соотношения:
Щ=К-Е0.,
где Е0 - испаряемость, м3/га;
кб - биоклиматический коэффициент водопотребления, определяемый по результатам научных исследований. Ориентировочные значения этих коэффициентов в зависимости от суммы среднесуточных температур воздуха от начала вегетации для ряда сельскохозяйственных культур по природно-климатическим зонам приведены в справочнике «Орошение» [1].
Примерные осредненные значения биоклиматических коэффициентов водопотребления для плодовых насаждений и винограда приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Значения биоклиматических коэффициентов
водопотребления ( кб) по фазам развития растений
Фаза развития растений Усредненные календарные сроки Б иоклиматические коэффициенты
плодовые насаждения виноград
Вступающие в плодоношение
Распускание почек - начало роста побегов І.ІУ - 15.У 0,70 0,6
Усиленный рост побегов 16.У - 1.УІІ 0,90 0,95
Усиленный рост побегов и листового аппарата 2.УІІ - 1.ІХ 0,87 0,92
Затухание роста вегетативной массы 2.ІХ - 30.Х 0,79 0,80
Усредненные показатели 0,80 0,83
Плодоносящие насаждения
Распускание почек - конец цветения І.ІУ - 30.У 0,65 0,65
Усиленный рост побегов 1.УІ - 30.УІ 0,90 0,95
Интенсивный рост побегов и листового аппарата, полив плодов 1.УІІ - 25.УІІІ 1,00 1,10
Вызревание плодов 26.УІІІ - 10.ІХ 0,85 0,90
Конец вегетации, сбор урожая 11.ІХ - 30.Х 0,82 0,85
Усредненные показатели 0,85 0,95
Биоклиматические коэффициенты водопотребления сельскохозяйственных культур для расчета поливного режима по испаряемости приведены в таблице 4.
Испаряемость можно определить по формуле Н. Н. Иванова:
- за месяц Е0 = 0,0018(25 + Т°возд)2(т - иотн), мм;
- за декаду Е0 = 0,0006(25 + Гзй)2(100 - иоин), мм,
Т0
возд - среднемесячная или среднедекадная суточная температура воздуха, в градусах Цельсия, °С;
иотн - среднемесячная или среднедекадная относительная влажность воздуха, %.
сельскохозяйственных культур
Сумма среднесуточных температур воздуха от всходов (возобновления вегетации) Озимая пшеница СЗ X ^ Си £У ^ Люцерна о О Свекла 3 £ 2 о Н Картофель Пожнивные и поукосные
0-200 0,93 0,46 1,00 0,51 0,74 0,92 0,78 0,68
200-400 1,13 0,54 0,93 0,51 0,82 0,92 1,06 0,71
400-600 1,29 0,69 1,02 0,56 0,89 1,03 1,25 0,88
600-800 1,45 0,87 1,15 0,63 0,97 1,25 1,41 1,03
800-1000 1,48 1,08 1,00 0,78 1,03 1,41 1,47 1,21
1000-1200 1,39 1,23 0,98 1,00 1,05 1,47 1,44 1,29
1200-1400 1,26 1,44 1,13 1,24 1,11 1,42 1,34 1,38
1400-1600 1,03 1,58 1,02 1,39 1,18 1,28 1,19 1,44
1600-1800 0,87 1,64 0,96 1,46 1,24 1,14 1,06 1,41
1800-2000 0,74 1,62 1,04 1,51 1,29 1,06 0,94 1,35
2000-2200 0,61 1,51 1,11 1,54 1,32 1,03 0,84 1,26
2200-2400 0,61 1,26 1,02 1,49 1,23 1,00 0,78 0,88
2400-2600 0,55 0,95 0,98 1,34 1,21 0,97 0,78 0,59
2600-2800 0,55 0,72 1,04 0,90 1,10 0,94 0,59 0,56
2800-3000 0,64 1,13 0,56 1,05 0,92 0,59 0,56
3000-3200 0,64 1,02 0,34 0,66 0,92 0,59 0,56
3200-3400 0,49 1,02 0,66 0,53 0,59
3400-3600 0,49 1,02 0,50 0,53
3600-3800 1,13 0,53
При расчете дефицитов водопотребления объем осадков принимается по данным наблюдений ближайшей метеостанции.
Значения активных почвенных влагозапасов принимаются по материалам агрометеорологических станций или результатам научных исследований.
Испарение в естественных условиях и использование почвенных влагозапасов для неувлажненной зоны питания рассчитывается по методике профессора В. С. Мезенцева [2].
Исходя из данных справочника по агроклиматическим ресурсам, почвенные влагозапасы метрового слоя (на начало расчета) принимаются равными наименьшей влагоемкости в относительных единицах.
Средние влагозапасы за период вегетации по отношению к наименьшей влагоемкости определяются по формуле:
К„ = ФК^-К„ + К)-(Е„-К1, + УГГ' >
где г - параметр, характеризующий водно-физические свойства почвы, принимается по рекомендациям профессора Г. А. Сенчукова [3];
Е0 - величина испаряемости, мм;
Жнв - почвенные влагозапасы в расчетном слое почвы, соответствующие наименьшей влагоемкости, мм;
V - почвенные влагозапасы на начало расчетного периода в относительных единицах.
Почвенные влагозапасы (в относительных единицах) на конец расчетного периода устанавливают по формуле:
Гтг V
К=К-
К
(3)
Использование почвенных влагозапасов из расчетного слоя увлажняемой зоны обусловливается разностью между почвенными влагозапаса-ми, соответствующими верхнему уровню увлажнения (обычно наименьшая влагоемкость) и нижнему уровню увлажнения (обычно 80 % от наименьшей влагоемкости). Таким образом:
Д/г =0,2-Жт-10_3.
Величина А/гувл распределяется в течение всего вегетационного периода обратно пропорционально осадкам или равными значениями.
Использование почвенных влагозапасов из расчетного слоя не увлажняемой зоны площади питания будет равно:
Щ/уел-Кв-(К-У2).
Испарение за расчетный период зоны естественного увлажнения устанавливаем по формуле:
ет=е0-( 1 + г;;п)%
где п - параметр, определяемый условиями стокообразования [3].
1
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4 (12) 2013 г., [93-108]
При прогнозировании (расчете) оросительной нормы для заданного сельскохозяйственного угодья можно использовать три нижеописанных подхода.
Первый подход - метод реального расчетного года. Метод наиболее теоретически обоснован и для его реализации требуются длинные (многолетние) ряды наблюдений за основными метеорологическими факторами.
Для вычисления дефицита водопотребления, то есть прогнозирования оросительной нормы и расчета режимов орошения требуется обосновать (выбрать) расчетный год. За расчетный, при проектировании капельного орошения, принимают крайне засушливый год 5 % обеспеченности по дефициту водопотребления за вегетационный период. Чтобы решить эту задачу, необходимо иметь результаты измерений на ближайшей метеостанции температуры и относительной влажности воздуха, слоя осадков за период не менее 25 лет. Для отмеченного вегетационного периода по годам устанавливают значения А¿/в/пот по формуле:
ДйГ =ЕТ-И .
в/пот 0 осад
Далее располагают ряд значений А¿/в/пот в убывающем порядке. Устанавливают место года в ряду переменной по формуле:
Р(п +1)
т = —------
100
где Р - заданная обеспеченность, %; п - число лет наблюдений в ряде.
Выделяют год (реальный), для которого обеспеченность А¿/в/пот соответствует 5 % (крайнесухой год).
После выбора расчетного года выписывают подекадные или помесячные значения температуры и относительной влажности воздуха, слоя осадков, значения £6, кк и по формуле (2) рассчитывают дефициты водопотребления по внутривегетационным периодам, а по формуле (1) устанавливают оросительную норму.
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4 (12) 2013 г., [93-108]
Согласно первому методу выполнен расчет оросительной нормы плодового сада при капельном орошении для метеостанции Семикара-корск. Схема посадки деревьев - 6*4 м. Почвы - среднесуглинистые. Наименьшая влагоемкость метрового слоя почвы - 320 мм. Расчетный период принят с 1.04 по 30.09. С использованием результатов измерений температуры и относительной влажности воздуха, слоя осадков за период с 1966 по 1999 годы определены значения испаряемости, эвапотранспирации и дефицитов водопотребления за каждый месяц вегетационного периода и в целом за весь период вегетации для каждого года непрерывного ряда лет. Результаты расчетов представлены в таблице 5.
Таблица 5 - Расчет дефицита водопотребления за период с 1.04 по 30.09 по годам
Годы Испа- ряемость £0, мм Эвапотранс-пирация ЕТй, мм Эффективные осадки ^осад , мм Дефицит водопотребления ¿Ч/ПОТ, ММ Значения Лб/в в убывающем порядке, мм
1 2 3 4 5 6
1966 771 616,8 290,2 327 637 (1979)
1967 893 714,4 156,9 558 617 (1975)
1968 870 696,0 219,1 477 592 (1972)
1969 751 600,8 274,5 326 558 (1967)
1970 830 664,0 199,8 464 528 (1981)
1971 869 695,2 211,8 483 483 (1971)
1972 1047 837,6 245,4 592 477 (1968)
1973 573 458,4 316,2 142 464 (1970)
1974 670 536,0 283,8 252 446 (1986)
1975 1018 814,4 197,6 617 441 (1994)
1976 670 536,0 309,5 227 429(1988)
1977 546 436,8 501,4 -65 409 (1995)
1978 579 463,2 303,2 160 385 (1998)
1979 948 758,4 121,8 637 362 (1983)
1980 605 484,0 364,0 120 338 (1991)
1981 862 689,6 162,1 528 327 (1966)
1982 640 512,0 362,0 150 326 (1969)
1983 685 548,0 186,0 362 269(1999)
1984 659 527,2 331,1 196 257 (1996)
1985 623 498,4 267,9 231 252 (1974)
1986 779 623,2 177,5 446 231 (1985)
1987 613 490,4 287,3 203 227(1976)
1988 751 600,8 171,4 429 203 (1987)
1989 643 514,4 439,8 75 196 (1984)
1 2 3 4 5 6
1990 441 352,8 290,4 62 172 (1992)
1991 711 568,8 231,0 338 160 (1978)
1992 574 459,2 287,6 172 150 (1982)
1993 591 472,8 405,4 67 142 (1973)
1994 736 588,8 147,4 441 120 (1980)
1995 814 651,2 242,2 409 75 (1989)
1996 753 602,4 345,4 257 67 (1993)
1997 514 411,2 476,5 -65 62 (1990)
1998 664 531,2 146,4 385 0(1997)
1999 634 507,2 238,1 269 0 (1977)
После выбора расчетного года (5 % обеспеченности) определены подекадные значения эвапотранспирации. Для полива одного дерева принято
2 капельницы с расходом по 6 л/ч (<2к = 6 л/ч). Площадь питания растений
при схеме посадки деревьев 6x4 м составит 5^=6 -4=24 м . Площадь увлажнения одной капельницы определяется по зависимости, представленной в таблице 2, и составит: 5'увл1=О,854-1п(0к)+0,038=0,854-1п(6)+ 0,038 =
= 1,57 м2. Так как на одно дерево приходится две капельницы, то площадь
л
увлажнения будет равна: 5 =5 ^2=1,57-3=3,14 м . Отношение площади
7 ^УВЛ ЗД4
увлажнения к площади питания: кк =^—=-----------=0,13 .
^пит 24
Величина почвенных влагозапасов (в относительных единицах) для условий крайнесухого года на начало расчетного периода (на 1.04) =0,9.
Согласно рекомендациям Г. А. Сенчукова [3] приняты следующие параметры: г = 2,2 и п = 3,0. Значение почвенных влагозапасов (в относительных единицах) на конец первого расчетного периода У2 (на 10.04) определяется по формуле (3). Далее на начало следующего расчетного периода (на 11.04) величина почвенных влагозапасов (в относительных единицах) принимается равной одноименной величине на конец предыдущего расчетного периода, то есть Уцпщ=У2(10М), и так далее. Расчет производится
для всего вегетационного периода.
ного значения А¿/в/пот, рекомендуется принять Ай?в/пот=0. Результаты расчета
представлены в таблице 6.
Второй подход - метод фиктивного расчетного года.
Для реализации этого метода необходимо иметь среднемноголетние значения метеорологических факторов.
Используя формулу (2), рассчитывают дефициты водопотребления за внутригодовые периоды, суммируя их за вегетационный период заданной культуры, получают значения оросительной нормы для среднемноголетних условий, т. е. 50 % обеспеченности - N . Для установления оро-
^ 5 ор,н^5о ^ *
сительной нормы для года Р % обеспеченности используется зависимость:
где кр% - модульный коэффициент заданной обеспеченности.
Для его расчета необходимо знать коэффициенты вариации (Су) и асимметрии (С). Первый из них устанавливается по результатам проведенных исследований. В рассматриваемом случае (\, =0,3.
Коэффициент асимметрии рядов переменных, составленных из дефицитов водопотребления (оросительных норм), по данным наших исследований может быть принят равным нулю. Модульные коэффициенты на заданную обеспеченность при С = 0 могут быть рассчитаны по формуле:
где Р - процент обеспеченности оросительной нормы в долях от единицы;
Р - поправочный коэффициент, обусловленный несоответствием уравнений прямой и теоретической кривой обеспеченности. Его значения составляют: при Р = 5 % [3 = 1,80; при Р=2Ъ % р = 1,40.
3 3
муле (2) подекадно в м /на 1 дерево и в м /га. При получении отрицатель-
(4)
кр%=\-рСу(2Р-\),
(5)
Таблица 6 - Расчет дефицита водопотребления и оросительной нормы плодового сада для условий
крайнесухого года (м/с Семикаракорск; почвы - средние суглинки; РУНВ = 320 мм; г = 2,2; п=3,0;
2 2 схема посадки 6x4 м, 5,пит = 24,0 м , 2 капельницы с расходом по 6 л/ч каждая; ^увл = 3,14 м , кк = 0,13)
Месяц Декада Осадки, м Я ю § ^ чн е ти еи та ц ам и К § ^ о 8 ик рр я и а ев р рип м с н а Л т о п а в О Испарение зоны естественного увлажнения ЕТ, м Испаряемость Е0, м Почвенные влагозапасы на начало декады У1 Почвенные влагозапасы на конец декады У2 Почвенные влагозапасы из расчетного слоя не увлажняемой зоны площади питания, м Почвенные влагозапасы из расчетного слоя увлажняемой зоны, м Дефицит водопотребления мв/пот, м3/1 дерево Дефицит водопотребления мв/пот, м3/га
за декаду от начала вегетации нарастающим итогом у д а « д а з от начала вегетации нарастающим итогом
Апрель 1 0 0,65 0,02646 0,0262 0,0407 0,9 0,809 0,02903 0,00356 0,0121 0,0121 5,0 5,0
2 0,0056 0,65 0,02184 0,0187 0,0336 0,809 0,764 0,01431 0,00356 0,0143 0,0264 5,9 10,9
3 0,0100 0,65 0,02522 0,0196 0,0388 0,764 0,731 0,01054 0,00356 0,0172 0,0436 7,2 18,1
Май 1 0,0045 0,65 0,0366 0,0249 0,0563 0,731 0,665 0,02120 0,00356 0,0735 0,1171 30,6 48,7
2 0 0,65 0,04342 0,0238 0,0668 0,665 0,590 0,02414 0,00356 0,1174 0,2345 48,9 97,6
3 0,0492 0,65 0,03861 0,0210 0,0594 0,59 0,677 - 0,02785 0,00356 -0,0512 0,2345 - 21,3 97,6
Июнь 1 0 0,90 0,07326 0,0293 0,0814 0,677 0,584 0,02977 0,00356 0,2090 0,4435 87,1 184,7
2 0 0,90 0,06678 0,0201 0,0742 0,584 0,521 0,02026 0,00356 0,1957 0,6392 81,5 266,2
3 0,0116 0,90 0,07506 0,0189 0,0834 0,521 0,498 0,00739 0,00356 0,1865 0,8257 77,7 343,9
Июль 1 0,0271 1,00 0,0548 0,0128 0,0548 0,498 0,542 - 0,01422 0,00356 0,0747 0,9004 31,1 375
2 0,0037 1,00 0,056 0,0136 0,056 0,542 0,511 0,01001 0,00356 0,1517 1,0521 63,2 438,2
3 0,0502 1,00 0,0576 0,0158 0,0576 0,511 0,618 - 0,03429 0,00356 0,0098 1,0619 4,1 442,3
Август 1 0,0074 1,00 0,062 0,0199 0,062 0,618 0,578 0,01272 0,00356 0,1556 1,2175 64,8 507,1
2 0,0009 1,00 0,0539 0,0148 0,0539 0,578 0,534 0,01401 0,00356 0,1531 1,3706 63,8 570,9
3 0 1,00 0,0661 0,0151 0,0661 0,534 0,487 0,01515 0,00356 0,1951 1,5657 81,3 652,2
Сентябрь 1 0,0232 0,85 0,04029 0,0105 0,0474 0,487 0,527 - 0,01267 0,00356 0,0417 1,6074 17,4 669,6
2 0,0042 0,82 0,03559 0,0102 0,0434 0,527 0,508 0,00603 0,00356 0,0865 1,6939 36,0 705,6
3 0 0,82 0,03559 0,0092 0,0434 0,508 0,479 0,00923 0,00356 0,1000 1,7939 41,7 747,3
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4 (12) 2013 г., [93-108]
Расчет выполнен по метеостанции Семикаракорск для среднемноголетних условий. Значения метеопараметров приняты по Агроклиматическому справочнику Ростовской области [4]. Величина почвенных влагоза-пасов (в относительных единицах) на начало первого расчетного периода для среднемноголетних условий принята ^ =1,0. Результаты расчета представлены в таблице 7.
Согласно расчетам значение оросительной нормы для среднемноголет-
-5
них условий, то есть 50 % обеспеченности - N =1,204 м /на 1 дерево.
5 ор,н/«5о 5 Г
Модульный коэффициент на 5 % обеспеченность, рассчитанный по формуле (5), при С =0 и Су = 0,30 составит: к5% =1-1,8-0,3(2-0.05-1) = 1,486. Значение оросительной нормы для года 5 % обеспеченности (крайне сухого года) по формуле (4) равно: Мор,нщ% =^от -1,486=1,204-1,486=1,789 м3/на
1 дерево. Согласно первому методу величина оросительной нормы для
-5
крайне сухого года составила 1,794 м /на 1 дерево, что практически соответствует значению оросительной нормы, рассчитанной по второму мето-5
ду (1,789 м /на 1 дерево).
Третий подход - упрощенный метод. При отсутствии продолжительного ряда наблюдений основных метеорологических показателей, а также в целях упрощения решения поставленной задачи оросительная норма для капельного орошения на год заданной обеспеченности может быть взята из справочной (научной) литературы, а также принята по результатам научных исследований.
Для установления сроков полива необходимо иметь интегральную кривую дефицитов водопотребления. Установленная оросительная норма и есть дефицит водопотребления за вегетационный период. Внутригодовое распределение можно выполнить, распределив величину оросительной нормы по внутривегетационным декадным или месячным периодам для реального (выбранного) года расчетной обеспеченности пропорционально климатическим значениям дефицита водного баланса.
Таблица 7 - Расчет дефицита водопотребления и оросительной нормы плодового сада для среднемноголетних
условий (м/с Семикаракорск; почвы - средние суглинки; 1УНВ = 320 мм; г = 2,2; п = 3,0; схема
2 2
посадки 6x4 м, 2 капельницы с расходом по 6 л/ч каждая; ^пит =2 4,0 м , ^увл = 3,14 м , кк = 0,13)
Месяц ей « ев И Осадки, м Биоклим атический коэффициент, кб и а а ср и С 2 с н а а т о С а и о Испарение зоны естественного увлажнения ЕТ, м Испаряемость Е0, м Почвенные влагозапасы на начало декады У1 Почвенные влагозапасы на конец декады У2 Почвенные влагозапасы из расчетного слоя не увлажняемой зоны площади питания, м Почвенные влагозапасы из расчетного слоя увлажняемой зоны, м Дефицит водопотребления мв/пот, м3/1 дерево Дефицит водопотребления мв/пот, м3/га
за декаду от начала вегетации нарастающим итогом у д а и и д а з от начала вегетации нарастающим итогом
Апрель 1 0,011 0,65 0,00982 0,0119 0,0151 1,000 0,988 0,003915 0,003556 -0,0780 0 - 32,5 0
2 0,011 0,65 0,01463 0,0173 0,0225 0,988 0,956 0,010203 0,003556 -0,0815 0 - 34,0 0
3 0,011 0,65 0,0197 0,0221 0,0303 0,956 0,909 0,015090 0,003556 -0,0671 0 - 27,9 0
Май 1 0,012 0,65 0,02379 0,0248 0,0366 0,909 0,859 0,016035 0,003556 -0,0427 0 - 17,8 0
2 0,012 0,65 0,02737 0,0259 0,0421 0,859 0,808 0,016343 0,003556 -0,0135 0 - 5,6 0
3 0,013 0,65 0,02899 0,0248 0,0446 0,808 0,766 0,013451 0,003556 0,0050 0,005 2,1 2,1
Июнь 1 0,014 0,90 0,04302 0,0242 0,0478 0,766 0,731 0,011359 0,003556 0,0558 0,0608 23,3 25,4
2 0,016 0,90 0,04527 0,0235 0,0503 0,731 0,705 0,008345 0,003556 0,0628 0,1236 26,1 51,5
3 0,015 0,90 0,04977 0,0239 0,0553 0,705 0,675 0,009545 0,003556 0,0838 0,2074 34,9 86,4
Июль 1 0,013 1,00 0,0588 0,0231 0,0588 0,675 0,642 0,010555 0,003556 0,1225 0,3299 51,0 137,4
2 0,013 1,00 0,0631 0,0223 0,0631 0,642 0,612 0,009680 0,003556 0,1390 0,4689 57,9 195,3
3 0,012 1,00 0,0644 0,0206 0,0644 0,612 0,584 0,008874 0,003556 0,1485 0,6174 61,9 257,2
Август 1 0,012 1,00 0,0627 0,0184 0,0627 0,584 0,564 0,006532 0,003556 0,1447 0,7621 60,3 317,5
2 0,012 1,00 0,0604 0,0166 0,0604 0,564 0,549 0,004689 0,003556 0,1384 0,9005 57,7 375,2
3 0,012 1,00 0,0548 0,0144 0,0548 0,549 0,541 0,002446 0,003556 0,1214 1,0219 50,6 425,8
Сентябрь 1 0,010 0,85 0,04055 0,0121 0,0477 0,541 0,534 0,002191 0,003556 0,0833 1,1052 34,7 460,5
2 0,009 0,82 0,0328 0,0100 0,04 0,534 0,531 0,001002 0,003556 0,0625 1,1677 26,0 486,5
3 0,010 0,82 0,02542 0,0078 0,031 0,531 0,538 -0,002200 0,003556 0,0364 1,2041 15,2 501,7
Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 4 (12) 2013 г., [93-108]
Приведенные расчеты позволяют построить интегральные кривые дефицитов водопотребления на заданный процент обеспеченности. Для определения сроков полива и продолжительности межполивных периодов необходимо знать величины поливных норм.
Список использованных источников
1 Орошение: справочник / Б. Б. Шумаков [и др.]; под ред. Б. Б. Шумакова. - М.: Агропромиздат, 1990. - 409 с.
2 Мезенцев, В. С. Гидролого-климатические основы проектирования гидромелиораций: учеб. пособие / В. С. Мезенцев. - Омск: Изд-во Омского СХИ, 1993. - 127 с.
3 Сенчуков, Г. А. Ландшафтно-экологические и организационнохозяйственные аспекты обоснования водных мелиораций земель / Г. А. Сенчуков. - Ростов-н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. - 276 с.
4 Агроклиматические ресурсы Ростовской области: справочник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 251 с.
Сенчуков Г ерман Александрович - кандидат сельскохозяйственных наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» (ФГБОУ ВПО «НГМА»), профессор.
Контактный телефон: 8-950-852-44-52
E-mail: rekngma @magnet.ru, [email protected]
Senchukov German Aleksandrovich - Candidate of Agricultural Sciences, Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education «Novocherkassk State Meliorative Academy» (FSBEE HPE “NSMA”), Professor .
Contact telephone number: 8-950-852-44-52.
E-mail: rekngma @magnet.ru, [email protected]
Новикова Инна Викторовна - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» (ФГБОУ ВПО «НГМА»), доцент.
Контактный телефон: 8-906-182-99-43 E-mail: [email protected]
Novikova Inna Viktorovna - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Federal State Budget Educational Establishment of Higher Professional Education «Novocherkassk State Meliorative Academy» (FSBEE HPE “NSMA”), Associate Professor. Contact telephone number: 8-906-182-99-43.
E-mail: [email protected]
