Поверхневі джерела зрошення. Ріки як джерела зрошення, їх водозабезпеченість і способи регулювання.

Тема 2.5. Джерела води для зрошення.

1. Види джерел води для зрошення, вимоги до них.

2. Технічні вимоги до якості поливної води.

3. Поверхневі джерела зрошення. Ріки як джерела зрошення, їх водозабезпеченість і способи регулювання.

4. Лиманне зрошення.

Види джерел води для зрошення, вимоги до них.

     Джерелами води для зрошення й обводнення є річки у при­родному і за регульованому стані, місцевий поверхневий стік, підземні води. Для зрошення також можна використовувати господарсько-побутові, промислові, шахтні, колекторно-дре­нажні води зрошувальних систем, а також морські води. Дже­рела зрошення й обводнення характеризуються такими показ­никами:

· витратою води, якою може забезпечити джерело зрошен­ня протягом зрошувального періоду;

· об'ємом води, який може бути забраний із вододжерела за вегетаційний період;

· рівнем води в джерелі зрошення за відношенням до зро­шувальної площі протягом зрошувального періоду в роки з різ­ною забезпеченістю;

· якістю води.

Вимоги, що ставляться до вододжерел:

· вода повинна бути придатна для зрошення, а при обвод­ненні - для забезпечення побутових та господарських потреб;

· запаси і витрати води у вододжерелі повинні повністю за­довольняти потреби зрошення. Джерелозрошення повинне за­безпечувати потребу у воді протягом всього поливного сезону.

    Якщо в окремі періоди вододжерело має меншу витрату во­ди ніж потрібно для поливу, то режим вододжерела слід узго­дити з режимом зрошення шляхом регулювання вододжерела, пристосування режиму зрошення сільськогосподарських куль­тур до режиму вододжерела, одночасно регулювання вододже­рела і зміни роботи зрошувальної мережі.

Технічні вимоги до якості поливної води

   Придатність води для зрошення визначається взаємодією різ­них факторів. Найважливіші з них: загальний вміст солей у воді; хімічний склад і водно-фізичні властивості Грунту; вміст і склад солей у ґрунті; дренованість території Для більшості сільськогосподарських рослин не шкідлива вода з мінераліза­цією до 1,5 г/л води.

  Оцінка якості поливної води повинна бути комплексною з урахуванням усіх вище наведених факторів.

Експертна оцінка якості поливної води повинна складатись з оцінок: санітарно-токсикологічної та меліоративної.

Санітарно-токсикологічна оцінка якості поливної води здійс­нюється на підставі аналізу вмісту хімічних сполук і елементів та хвороботворних мікроорганізмів у поливній воді, і величи­ни гранично допустимих концентрацій.

Меліоративна оцінка може визначатися за декількома мето­диками. Остаточна оцінка приймається середньозваженою або за найгіршими показниками.

Згідно комплексної оцінки якості поливної води за методом УкрНДіПМУ встановлюється п'ять оцінюючих показників: критична мінералізація, кальцієвий показник, рН, токсична лужність, загальний вміст хлору.

Критична мінералізація поливних вод — це така мінералі­зація, яка не збільшує засолення ґрунту на одну градацію при зрошенні оптимальними нормами. Для півдня України критич­ну мінералізацію приймають 1 г/л. При зрошувальній нормі 4-5 тис. м³/га і збалансованому режимі зрошення в одномет-ровий шар ґрунту за 4-5 вегетаційних періодів вноситься со­лей не більше 0,1 % вагових. При мінералізації 1,5 г/л спос­терігається збільшення концентрації ґрунтового розчину в 3-4 рази та інтенсивне накопичення солей за 1-3 роки. Зменшення величин зрошувальних норм до 2-2,5 тис. м³/га не ліквідує не­безпеки засолення, а лише продовжує період накопичення солей.

Кальцієвий показник, який незалежно від співвідношення у во­ді диспергаторїв (натрію, калію, магнію, амонію), є стабільним.

При вмісті Са²⁺ більше 34 % екв/л вода є придатною для зрошення.

При вмісті Са²⁺=34-25 % екв/л — може спостерігатись слабкий ступінь осолонцювання.

При вмісті Са²⁺<25 % екв/г осолонцювання вище слабко­го ступеня досягає на третій рік при мінералізації води до 1 г/л і за один сезон при мінералізації 1-3 г/л.

При вмісті у воді кальцію більше 50 % екв/л — може спос­терігатися процес розсолонцювання ґрунтів.

Величина рН. Оптимальне значення величини рН — 6,5...8,0. При рН>8,0 спостерігається інтенсивне поглинання ґрунтом натрію навіть при високому вмісті кальцію (більше 34 %).

Токсична лужність визначається карбонатами і гідрокарбоната­ми натрію, калію і магнію. Якщо різниця перевищує 125 мекв/л або вода містить більше 0,3 мекв/л СО^^_, то воду можна вва­жати придатною для поливу тільки з застосуванням меліора­тивних заходів.

Вміст хлору. При вмісті хлору менше 2 мекв/л вода без­печна для всіх рослин. При 2-4 мекв/л деякі культури відчу­вають дію хлору. При вмісті хлору більше 10 мекв/л (0,35 г/л) пригнічуються середньостійкі культури, а токсичне накопичен­ня в ґрунті досягається за два періоди. Остаточна оцінка якості води є середньозваженою за всіма показниками.

Вода першої категорії — абсолютно придатна для зрошен­ня всіх ґрунтів і культур. На солонцюватих ґрунтах є меліо-рантом, оскільки є джерелом кальцію. Середньозважений по­казник якості води менше 1.

Вода другої категорії — придатна для зрошення, потребує додаткових меліоративних заходів тільки на солонцюватих ґрун­тах, які обґрунтуються в кожному окремому випадку. Середньо­зважений показник якості води дорівнює 1-2.

Вода третьої категорії — умовно придатна для зрошення. Може застосовуватися тільки після внесення кальцієвих меліо-рантів до поновлення вмісту кальцію до 34-50 % екв./л і нейт­ралізації високої лужності. Середньозважений показник якості води — 2-4.

Вода четвертої категорії не придатна для зрошення. Серед­ньозважений показник якості води більше 4.

Поверхневі джерела зрошення. Ріки як джерела зрошення, їх водозабезпеченість і способи регулювання.

Основні джерела зрошення й обводнення України — річки. Річкова мережа України — це річкові системи Дніпра, Вісли, Дунаю, Дністра, Південного Бугу, Сіверського Дінця та річок чорноморських й азовських узбережь. В Україні понад 63 тис. малих річок і водостоків. Розподіл річного стоку на території країни дуже нерівномірний, тому важливо знати їх водний ре­жим і внутрішньорічний розподіл стоку, що залежить від ха­рактеру їх живлення і ступеня зарегулювання.

Залежно від умов формування водного режиму, а отже, і характеру гідрографу, а також рельєфних умов водозабору, річки поділяються на рівнинні та гірські. Рівнинні річки мають малі похили і займають більш низьке положення відносно зов­нішньої території. Води основних рівнинних річок — прісні, мають мало наносів, живляться за рахунок ґрунтових вод. Різновидом рівнинних є степові річки. Джерелом живлення для них є в основному зимові атмосферні опади.

Гірські річки мають великі похили, несуть багато наносів (до 4 кг/м³), живляться за рахунок снігів та льодовиків, тому основний паводок на них буває в найбільш жаркий період року — влітку, що дозволяє найповніше використовувати їх для зрошення без будівництва водосховищ.

При зрошенні з річки з незарегульованим стоком порівню­ють гідрограф річки 65.. .90%-ї забезпеченості з витратами, не­обхідними для зрошення. Якщо в окремі періоди витрати на зрошення дорівнюють витратам річки, то забезпечити зрошен­ня водою самопливом можна лише при гребельному водозабо­рі. Якщо витрати на зрошення перевищують витрати у річці, то для забезпечення її водою влаштовують регулюючі водосхо­вища або резервуари, які штучно змінюють витрати вододже-рела у часі. В залежності від тривалості накопичення води і наступного її використання регулювання може бути добовим, сезонним, багаторічним.

Добове регулювання застосовують найчастіше при викорис­танні підземних вод, коли вночі воду накопичують в резервуа­рах або в басейнах, а вдень забирають на зрошення або водо­постачання.

Сезонне регулювання полягає в перерозподілі стоку протягом одного року. З цією метою створюється на річці водосховище, в якому у період паводку стік повністю або частково затримується і використовується у поливний період. Сезонне регулювання за­стосовують у тому випадку, коли річне споживання води мен­ше річного стоку розрахункової забезпеченості (70-97 %).

Багаторічне регулювання стоку застосовують у тих випад­ках, коли споживання води перевищує стік розрахункової за безпеченості. При цьому воду запасають у водосховищі у бага­товодні роки, а використовують на зрошування та обводнення у маловодні роки.

При сезонному регулюванні стоку об'єм водосховища прий­мають 20...70 %, а при багаторічному — 120...170 % середньо-багаторічного стоку. Регулюючі водосховища розміщують на річці або в стороні від неї з живленням річною водою через підвідний канал. Воно може наповнюватись по підживлювальному каналу водою весняного стоку і водою, що стікає з при­леглої водозабірної площі.

Рис. 1 Схеми розміщання регулювальних споруд: 1 — магістральний канал; 2 — підвідний канал; З - підживлювальний канал; 4 — водосховище

Лиманне зрошення

Лиманне зрошення — це одноразова весняна вологозаряд-ка ґрунту талими водами способом затоплення. Лиманне зро­шення найбільш поширене у степах Калмикії, Поволжя і Ка­захстану. В зв'язку з відсутністю річок з постійним стоком і плоским степовим рельєфом лиманне зрошення в цих місцях є єдиним можливим меліоративним заходом, здатним забезпечи­ти стійкі врожаї сільськогосподарських культур.

Лиманне зрошення застосовується на рівнинних ділянках з похилом до 0,001...0,002 при наявності достатнього стоку води.

Переваги лиманного зрошення: мала вартість капітальних вкладень, простота будівництва й експлуатації, мала кількість гідротехнічних споруд, зменшення водної ерозії ґрунту.

Недоліки: одноразове зволоження у період паводка, нерів­номірність зволоження ґрунту, мінливість площі зрошення за роками, застосування тільки на ділянках з малим похилом.

Лиманне зрошення значно підвищує врожайність всіх сіль­ськогосподарських культур і природних сінокосів (кукурудзи на силос — у два рази, люцерни на сіно — у 3,6... 17,6 рази, природних трав — у 6,5...7,7 рази).

Класифікація лиманів. Лимани поділяють на природні і штучні, постійні і тимчасові, мілкого і глибокого затоплення, одноярусні і багатоярусні.

Природні лимани створюються при затопленні паводковими водами блюдцеподібних понижень рельєфу.

Штучні постійні лимани являють собою систему земляних водоутримувальних валів і гребель з водовипускними споруда­ми, які дають змогу затоплювати ділянки паводковими водами і в необхідних випадках звільнювати їх від води.

Тимчасові лимани влаштовують на водорозділах і верхніх елементах пологих схилів шляхом насипання невисоких земля­них валів, які щорічно поновлюються.

У мілководних лиманах середня глибина наповнення стано­вить 0,2...0,4 м, в глибоководних — 0,4-2 м.

Простий одноярусний лиман являє собою територію, ого­роджену одним рядом дамб.

Рис. 2. Схеми лиманів безпосереднього наповнення: а — двох'ярусні на пологих схилах з поздовжнім розміщанням валів; б — одноярусні з поперечним розміщенням валів; в — одноярусні комбінованим розміщенням валів; г — ярусні лимани у замкнутих пониженнях;1, 2, 3 — яруси лиману; 4 — водовипуск; 5 — огород жувальний вал; 6 — водоооходи

Багатоярусні лимани — це ряд послідовних ділянок на схи­лі місцевості, відокремлених одна від одної огороджувальними валами. Яруси можуть бути розділені поздовжніми валами. Один або кілька ярусів лиману, розміщених між поздовжніми валами, називають секцією лиману.

Постійні канали, які живлять лимани водою, називають ка­налами лиманного зрошення. Сукупність каналів, валів та ін­ших гідротехнічних споруд, призначених для лиманного зро­шення певної площі, називають системою лиманного зрошення. Залежно від джерела зрошення штучних лиманів їх поділяють на три типи, які, в свою чергу, поділяються на такі види:

V лимани безпосереднього наповнення, що затоплюються
талими водами, які стікають з вище розміщених водозборів.

Вони бувають двох видів: — лимани з поздовжнім, поперечним, а також комбінова­ним розміщенням головних валів відносно тальвегу балки;

—лимани, розміщені у природних замкнутих пологих по­ниженнях, котловинах.

До недоліків лиману безпосереднього наповнення належить велика залежність їх площі від величини стоку.

V заплавні лимани, що затоплюються водами степових рі­чок у період повені. Вода у лимани надходить через водовипуски і через них скидається назад у річку після проходження повені.

V Лимани, що живляться скидними паводковими водами водосховищ. До цього типу належать також лимани, які за­повнюються водою з каналів зрошувальних та зрошувально-об­воднювальних систем.

Поєднування регулярного зрошення з лиманним дає змогу ефективніше використовувати поверхневий стік і споруди сис­теми.

Проектування систем лиманного зрошення зводиться до встанов­лення розмірів валів, площі лиманного зрошення і розрахункових скидних витрат, за якими потім проектують скидні споруди.

Основною вимогою, яка повинна виконуватись при лиман йому зрошенні, є розрахункове зволоження ґрунту, що відпо­відає нормі лиманного зрошення. Нормою лиманного зрошеї--ня називається кількість води, яку необхідно акумулювати у ґрунті для одержання запланованого врожаю. Норму лиманно­го зрошення визначають за формулою:

 

де      — коефіцієнт водоспоживання для умов лиманного зрошення, м³/т;          — планова врожайність культур при лиман­ному зрошенні, т/га;            — коефіцієнти використання опадів, відповідно у вегетаційний, теплий невегетаційний та холодний невегетаційний періоди;                — сума опадів відповідно за кожний період; \¥_гр — об'єм води, який вико­ристовується рослинами з ґрунтових вод. Норму лиманного зрошення розраховують для середньосухого року 75 % забез­печеності.

При похилах території менше 0,001 влаштовують лимани мілкого затоплення з середньою глибиною затоплення до 0,3...0,4 м.

 

       Рис. 3. Схеми заплавних лиманів: а — одноярусний з греблею й огород жувальними валами; б — трьох'­ярусний; в — чотирьох'ярусний на заплаві, що рідко затоплюється; 1 — гребля; 2 — огород жувальний вал; З — межа затоплення; 4 — водообхід; 5 — водовипуск; 6 — секції лиману; 7 — водозабірна споруда; 8 — паводковий канал; 9 — водовипуск з каналу в секцію лиману

Рис. 4- Схема ярусного

лиману з живленням

скидними водами із

водосховища

Лимани глибокого затоплення створюються при похилах 0,003...0,001, коли будівництво лиманів мілкого шару затоп­лення недоцільне через малі розміри площі кожного ярусу. Се­редня глибина визначається за формулою:

де — середній коефіцієнт всмоктування у ґрунт на ли­мані, м/добу; — тривалість всмоктування, що дорівнює три­валості паводка, діб.

Для рівномірного зволоження лиману максимальну глибину йо­го приймають: (2...2,5) , а мінімальну — =5...10 см (ДЛЯ ПерШОГО Ярусу . — 0).

Будівельна висота земельного валу визначається за формулою:                            ,

де 1,1 — запас на усадку валу;      — перевищення гребеня над НПР, що дорівнює 0,3...0,5 м.

На мілководних лиманах насипають водозатримувальні ва­ли трапецієвидного перерізу з шириною по верху 0,75... 1,1 мі закладанням укосів 1:1.

У глибоководних лиманах вали насипають з шириною гребе­ня, що приблизно дорівнює висоті вала, з закладанням мокро­го укосу 1:2 і сухого 1:1,5. Вали перехідного профілю насипа­ють висотою до 0,65 м з закладанням обох укосів 1:4. Ширина ярусів лиману визначається за величиною похилу місцевості і глибиною затоплення.

 

 

де             — похил поверхні землі.

Довжина секції лиману призначається залежно від умов рельє­фу та ефективного застосування механізмів від 400 до 1500 м. Між секціями залишається відстань 50... 100 м на водообходи.

Споруди на лиманах. До споруд на системі лиманного зро­шення належать: греблі у руслах річок, на балках і ярах; во­доскиди при греблях; огороджувальні, водоскидні, розподільні та напрямні вали (дамби); водообходи; водовипуски; водозбір­но-скидні канали з водоприимальниками та регулювальними спорудами для відведення води з понижених ділянок; переїзди через огороджувальні вали.

Греблі будують лише у глибоких поперечних лиманах, пере­важно висотою до 4...6 м. Перевищення гребеня греблі над рів­нем води у лимані приймають 0,5...0,75 м. Поширені м'які на­ливні (або мембранні) греблі висотою до 3 м.

Водообходи — це земляні водозливи з широким порогом, які влаштовуються біля оголовків огороджувальних валів і приз­начені для запобігання переповнення лиманів водою або авто­матичного перепуску води з верхніх ярусів в нижні.

Водовипуски будують у тілі земляних валів для подачі во­ди в секції лиманів, наповнення й спорожнення їх у розрахун­кові строки.

Скидні споруди для спорожнення лиманів розміщують у найнижчих місцях.

 

 

---

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 107; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!