Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв

Подождите немного. Документ загружается.

симости от числа подключенных трубосекций. Расход воды при ра-

боте двух крыльев — 64 л/с. Средняя интенсивность дождя —

0,25-0,30 мм/мин. Одна оросительная машина «Волжанка» может

полить за смену 4-5 га, а за сезон оросить площадь, равную

70—100 га. Один человек обслуживает 2-3 машины. Недостатком

«Волжанки» является отклонение отдельных секций от прямоли-

нейного положения из-за неровностей рельефа.

Трубопроводы «Волжанки» располагаются на высоте 0,9 м над

поверхностью почвы. Поэтому эта машина не может поливать высо-

костебельные растения на поздних стадиях

роста.

Она предназначена

для полива низкостебельных зерновых, овощных, бахчевых культур,

сенокосов, пастбищ на территориях с уклонами / < 0,02 (рис.

1.32).

Электрофицированный дождевальный агрегат

фронтального действия «Кубань» с забором воды из посто-

янного облицованного канала предназначен для орошения всех ку-

льтур, включая высокостебельные. Агрегат состоит из 16 пролетов

с опорными тележками на пневматических колесах. 8 пролетов

(длиной 400 м) с каждой стороны примыкают к центральному, на ко-

тором установлен энергетический блок. На трубопровод централь-

ного пролета, опирающегося на четырехколесную центральную

тележку, подвешен дизель — насосный агрегат с генератором для

питания электродвигателей опорных тележек (рис. 1.33,

1.34).

Общий уклон поля вдоль агрегата не должен превышать 0,007.

Агрегат снабжен 300 дождевальными насадками, которые образуют

мелкокапельный дождь интенсивностью 0,15—0,20 мм/мин. Агре-

гат образует интенсивный дождь, в 5-6 раз больший, чем «Волжан-

ка».

Расход воды — 200 л/с, слой осадков за один проход —

5—50

мм в зависимости от скорости движения. Агрегат может быть

переоборудован для движения по кругу.

Дождевальная многоопорная машина ДФ-120

«Днепр» в отличие от «Фрегата» является дождевальной машиной

фронтального действия. Она состоит из трубопровода с открылка-

ми и дождевальными насадками, уложенными на опорные тележ-

ки.

Длина трубопровода — 448 м, установленного на 17 опорных

тележках на высоте 2,1 м от поверхности земли. Вода на орошение

поступает из гидрантов закрытой сети. Расстояние между оросите-

лями — 920 м, между гидрантами — 54 м, расход воды

—

120 л/с.

Открылки находятся на трубопроводе на расстоянии 27 м одна от

другой. На концах открылок

—

дождевальные аппараты «Роса-3».

Всего на дождевальной машине «Днепр» располагается 34 дожде-

вальных аппарата. Допустимый уклон орошаемого поля — 0,02.

Передвижение машины с позиции на позицию осуществляется от

мотор-редукторов, установленных на каждой опорной тележке.

Электропитание поступает от навешенной на трактор передвижной

электростанции. При переходе на позицию трактор идет рядом с

дождевальной машиной, затем после установки машины на новой

172

позиции трактор отключается от нее и переходит к другой машине

«Днепр». Один механик обслуживает две дождевальные машины.

Средняя интенсивность дождя — 0,25-0,30 мм/мин. При поливе

нормой 300

/га

производительность за 1 ч работы составляет

1,46 га.

Таким образом, широкозахватная дождевальная техника обла-

дает определенными преимуществами по сравнению с другими

способами полива: повышается коэффициент земельного исполь-

зования; экономичнее расходуется вода; снижаются затраты тру-

да на полив; экономичнее расходуются средства на строительст-

во оросительных систем; отпадает необходимость планировок по

трассам временных оросителей; менее жесткими оказываются тре-

бования к капитальным и эксплуатационным планировкам и др.

На нешироких вытянутых участках длиной

1,5—3,0

км и более,

используемых преимущественно под сенокосно-пастбищные угодья,

применяют дождевальные крылья продольно-осевого перемеще-

ния, называемые дождевальными шлейфами.

Дождевальный шлейф ДШ-25/300

—

установка для по-

зиционного орошения. Шлейф состоит из быстроразборных метал-

лических труб и дождевателей. На стальном трубопроводе дли-

ной 150 м и диаметром 102 мм устанавливают три дождевателя ка-

русельного типа «Тимирязевец» (рис. 73).

Забор воды происходит из трубчатых оросителей, которые про-

кладывают на расстоянии 300 м друг от друга. Карусельные насад-

ки вращаются вокруг оси под действием реактивной силы. Полив

производят позиционно. С одной позиции орошают 0,9 га. Расход

Рис.

73.

Дождевальный шлейф ДШ-25/300

173

воды — 25 л/с. Средняя интенсивность дождя дождевального

шлейфа ДШ-25/300 — 0,17 мм/мин. Шлейф перемещается с од-

ной позиции на другую трактором. Два человека (тракторист и по-

ливальщик) обслуживают 5—10 шлейфов.

Дождевальный шлейф образует искусственный дождь ма-

лой интенсивности с хорошим дроблением струи на капли ма-

лых размеров. Однако дождевальные шлейфы сложны в эксп-

луатации. Кроме того, они испытывают сильное влияние ветра при

поливе.

Дождевальная переносная установка КИ-50 («Ра-

дуга») служит для орошения небольших участков преимущественно

с использованием воды из местных источников, состоит из серии

постоянных распределительных трубопроводов и крыльев, обору-

дованных среднеструйными аппаратами «Роса-3». В комплекте

«Радуга» два распределительных трубопровода и четыре дождеваль-

ных крыла. Диаметры алюминиевых распределительных трубопро-

водов — 120 и 125 мм, подводящего — 150 мм, расход воды —

47 л/с. Интенсивность дождя

—

0,2 мм/мин. Площадь орошения за

сезон

—

50 га. Сборка, разборка переносных установок, их переме-

щение с одной позиции на другую производятся вручную. Обслу-

живают одну установку 2-3 человека.

6.3.2.3.

ДАЛЬНЕСТРУЙНЫЕ ДОЖДЕВАЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ

Дальнеструйные навесные дождевальные агрегаты ДДН-70

и ДДН-100 (рис. 74) предназначены для полива садов, питомни-

ков,

кукурузы, овощных и технических культур. Радиус дейст-

вия ДДН-70 и ДДН-100 соответственно 70 и 85 м. Интенсивность

дождя 0,25-0,30 мм/мин. ДДН-70 и ДДН-100 монтируются

на тракторах Т-75 иТ-150. Расход воды у ДДН-70 и ДДН-100

—

соответственно 65 и 100 л/с. Площадь полива за сезон у

ДДН-70 - 60-70, у ДДН-100 - 100-150 га. За смену один чело-

век обслуживает один дождеватель и поливает соответственно 5,0

и 7,5 га.

Наиболее целесообразно использовать дальнеструйные дожде-

вальные установки для орошения кормовых, технических культур,

лугов, садов, лесопитомников, т.е. участков с хорошо закрытой

растительностью поверхностью почвы (рис.

1.30).

6.3.2.4. СИНХРОННО-ИМПУЛЬСНОЕ ДОЖДЕВАНИЕ

Установки (комплекты) синхронно-импульс-

ного дождевания КСИД-10 и КСИД-30. Установки осущест-

вляют синхронно-импульсный полив участков площадью 10 и 30 га

(рис.

75) суточной подачей воды объемом 20-100

/га

со средней

интенсивностью дождя 0,01—0,002 мм/мин. Это соответствует су-

174

Рис.

74. Дальнеструйный дождевальный агрегат ДДН-100

точному водопотреблению орошаемых культур. Система импульс-

ного дождевания включает насосную станцию, сеть распределитель-

ных и полевых трубопроводов и импульсные дождевальные аппа-

раты. При автоматическом режиме работы насос включается по

сигналу датчика, расположенного на участке орошения. Норма ра-

зового дисперсного полива

струи — 20-40 м. Степень

дисперсности капель не

превышает 300— 500 мкм.

Импульсное дождева-

ние в отличие от обычно-

го непрерывного процесса

дождевания состоит из двух

фаз

—

паузы (аккумуляции)

и «выстрела».

В паузу вода накапли-

вается в камере (котле) ап-

парата, в период «выстре-

ла» вода под давлением че-

рез ствол и поворотное

устройство выбрасывается

в атмосферу. Затем вновь

наступает пауза, в течение

которой вода накапливает-

ся в камере, и после этого

— 100-500 л/га. Радиус выброса

Рис.

75. Установка синхронно-импульсного

дождевания (КСИД)

D — поршень, d и d

—

клапаны, Т— пру-

жина

175

снова следует выброс воды в атмосферу («выстрел»). Продолжите-

льность паузы 4—6, выстрела

—

1,5-2,0

с.

При снижении давления в оросительной сети под действием

давления сжатого воздуха на клапан открывается поршень, при

этом происходит выброс накопленного объема воды. Аппарат за-

крывается под действием пружины. Давление в гидроаккумулятор-

ной камере резко снижается ниже расчетного предела. Наступает

очередная фаза аккумуляции воды. Вес одного аппарата 12-13 кг.

Импульсное орошение может быть полустационарным и стацио-

нарным с выдвижными гидрантами. Расстояние между дождевате-

лями

—

40-60 м. Один поливальщик обслуживает 20-200 га. Сред-

ний расход воды, подаваемый к импульсному дождевальному аппа-

рату «Коломна», — 0,15 л/с.

В системе синхронно-импульсного дождевания аппараты ра-

ботают одновременно на всей орошаемой площади в режиме не-

прерывно чередующихся пауз (0,5-3 мин). Поэтому влажность

почвы в течение всего оросительного периода поддерживается на

оптимальном уровне (рис. 76).

Рис.

76. Полив многолетних трав комплектом синхронно-импульсного

дождевания

176

Импульсное орошение целесообразно использовать в садах,

ягодниках, на чайных плантациях, при возделывании овощных куль-

тур,

сахарной свеклы в условиях фермерских хозяйств.

Импульсное дождевание эффективно в условиях сложного

рельефа, в предгорных районах. Оно может быть успешно исполь-

зовано для орошения многолетних культур.

Из всех известных способов дождевания импульсное ороше-

ние создает наиболее целесообразные в физиологическом и

экологическом отношениях условия увлажнения на незасоленных

почвах.

6.3.3. КОРКООБРАЗОВАНИЕ ПРИ

ПОВЕРХНОСТНЫХ ПОЛИВАХ И ДОЖДЕВАНИИ.

СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ ИРРИГАЦИОННЫХ

КОРОК

Одним из неблагоприятных следствий поверхностного ороше-

ния и дождевания является коркообразование. Оно наиболее от-

четливо проявляется при поверхностном поливе, т.е. при поливах

напуском по полосам, бороздам или затоплением по чекам. Вместе

с тем коркообразование при определенных условиях является след-

ствием дождевания.

Опасность возникновения ирригационных корок заключается

в том, что они отрицательно влияют на физические свойства почв

(снижают водопроницаемость, повышают плотность, уменьшают

поровое пространство пахотного горизонта). Возникновение плот-

ных корок на поверхности почв отрицательно сказывается на раз-

витии сельскохозяйственных культур в условиях орошаемого зем-

леделия, снижает их урожай. Возникновение ирригационных ко-

рок определяет изменение технологии обработки почв, вызывает

необходимость дополнительных затрат на разрыхление этих ново-

образований. Ирригационные корки могут иметь различный гене-

зис и морфологию. По определению Н.Г. Зборищук (1986), ир р и -

гационные корки — это специфические уплотненные ло-

кальные или наносные эфемерные полигенетичные и полиморф-

ные образования на поверхности почв, возникающие в результате

воздействия оросительных вод, отличающиеся по своим свойствам

от пахотного горизонта орошаемых почв.

Эфемерность ирригационных корок определяется ежегодной

обработкой пахотного горизонта до и после полива.

Наиболее интенсивно процесс коркообразования происходит в

бесструктурных слабопроницаемых почвах, склонных к заплыва-

нию.

Особенно существенным фактором коркообразования явля-

ется переувлажнение почв. Даже кратковременное переувлажнение

12-2099

177

почв провоцирует появление ирригационных корок. Поэтому в их

формировании существенное значение может иметь процесс глее-

образования, если полив осуществляется пресными неминерализо-

ванными или слабоминерализованными водами. В этом случае

в условиях застойно-промывного водного режима, возникающего

при поливе, может осуществляться интенсивное обезжелезнение,

вынос ила и осветление мелкозема, потеря органического вещест-

ва, накопление подвижных фульватных фракций гумуса (Зайдель-

ман, 1998). Активно способствует коркообразованию повышенная

щелочность оросительных вод.

Ирригационное коркообразование связано и с минералогиче-

ским составом почв. Высокое содержание в илистой фракции вы-

сокодисперсных набухающих минералов группы смектитов стиму-

лирует слитизацию в циклах увлажнение

—

иссушение (Зборищук,

Розанов, 1984), препятствует фильтрации оросительных вод, спо-

собствует переувлажнению почв при поливах. При этом формиру-

ются наиболее злостные ирригационные корки

—

плотные, твер-

дые,

трещиноватые.

Коркообразование ослаблено или не проявляется вообще на

структурных почвах с высокой водопроницаемостью.

По сложению ирригационные корки можно разделить на сле-

дующие виды (Зборищук, 1986).

Рыхлые раздельночастичные корки.

Они легко

от-

деляются от пахотного горизонта, маломощны и непрочны. Такие

корки возникают на орошаемых массивах с благоприятными поч-

венными условиями при поливе гидрокарбонатными кальциевыми

водами.

Плотные слоистые корки. Формируются в результате

седиментации наилка при избыточном переувлажнении. Они так-

же легко отделяются от нижележащего горизонта.

Слитые корки. Образуются на тяжелых почвах с преобла-

данием в иле минералов смектитовой группы. Слитые корки

—

наиболее неблагоприятный вид этих новообразований.

Дифференцированные корки. Слоистые новообразо-

вания с отчетливо выраженным микропрофилем мощностью

5—7 см.

Опасность ирригационного коркообразования обусловлена не

только их отрицательным влиянием на растения, на физические и

иные свойства почв, но и тем, что ежегодно возникающие относи-

тельно маломощные, часто элювиированные и диспергированные

слои вовлекаются при обработке в пахотный горизонт. Ежегодные

повторения коркообразования и вовлечение мелкозема корок

па-

хотный горизонт приводят к накоплению отрицательного эффекта

и его деградации.

Существует

две группы

способов

борьбы с

ирригационными

кор-

ками

—

превентивные (предупредительные) и непосредственные.

178

Превентивные способы борьбы заключаются в снижении

интенсивности обработки почв тяжелыми орудиями и использова-

ния транспортной техники; улучшении качества

дождя;

структуры

почв (например, с помощью введения травопольных севооборо-

тов);

качества оросительных вод путем увеличения соотношения

кальция и магния к натрию; увеличении гумусированности пахот-

ного

горизонта;

ликвидации застоя влаги при поливах; увеличении

площади бобовых трав (люцерны, донника, клевера в орошаемых

севооборотах) и др.

Непосредственные способы борьбы с возникшими по-

сле полива корками сводятся к разрушению их после полива спе-

циальными рыхлителями, навешенными на легкие

тракторы.

не-

которых случаях полезен дополнительный полив малой нормой

(100-150

/га)

для размягчения плотных слитых корок.

6.4. АЭРОЗОЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ

Аэрозольное орошение обеспечивает увлажнение поч-

вы и растений не каплей дождя, а влагой тумана. В этом случае

исключено разрушение агрегатов почвы ударом капли дождя.

Аэрозольное орошение осуществляют в период высоких тем-

ператур и низкой влажности приземных слоев воздуха водой,

диспергированной под высоким давлением до состояния тумана.

Для распыления воды используют небольшие дождевальные аппа-

раты дефлекторного типа

расходом

воды до

0,03

л/с.

зависимо-

сти от погодных условий шлейф гидроаэрозоля может распростра-

няться до 200-300 м. Это увлажнение используют для защиты

растений от высоких и низких температур, для создания искусст-

венного микроклимата. Применение аэрозольного орошения оп-

ределяет некоторые конструктивные особенности оросительных

систем.

Туманообразующие (мобильные) установки (ТОУ)

обеспечивают мелкодисперсное дождевание. Система мелкодис-

персного дождевания включает насосную станцию, сеть распреде-

лительных и полевых трубопроводов и устройства, на которых

монтируют форсунки

—

насадки, распыляющие воду. Для равно-

мерного распределения мелкодисперсной влаги, представляющей

образованное туманом облако, по орошаемой площади насад-

ки-распылители поднимают на штангах на высоту до 10 м.

6.5. ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ОРОШЕНИЕ

Внутрипочвенное, или, как часто не вполне точно его называ-

ют, подпочвенное, орошение осуществляют по

трубам,

которые за-

12-

179

кладывают под землей на глубине 40-60 см от дневной поверхно-

сти,

т.е. в горизонтах почвенного профиля. Увлажнение в этом слу-

чае происходит путем всасывания влаги почвой из стыков отдель-

ных гончарных труб, из перфорации пластмассовых труб или из

земляных кротовин и ее перемещения по капиллярам. Внутрипоч-

венное орошение основано, таким образом, на всасывающей спо-

собности почвы.

Внутрипочвенное орошение способствует сохранению благо-

приятного структурного состояния почвы; позволяет продуктив-

нее,

чем при поверхностном поливе и при обычном дождевании,

использовать поливную воду; создает возможности для двусторон-

него регулирования водного режима. При внутрипочвенном оро-

шении отпадает необходимость в планировке, возрастает коэффи-

циент земельного использования, поскольку нет потерь площадей

на размещение оросительной сети. Наконец, при внутрипочвен-

ном орошении исчезают препятствия для механизации полевых ра-

бот. Вместе с тем внутрипочвенное орошение имеет и определен-

ные недостатки. Оно применимо только для почв с хорошей ка-

пиллярной проводимостью.

Внутрипочвенное орошение неприменимо на засоленных поч-

вах с близким залеганием минерализованных грунтовых

вод.

Внут-

рипочвенные оросительные системы отличаются высокой стоимо-

стью и большим расходом труб.

Внутрипочвенное орошение

—

саморегулируемая система: поч-

ва прекращает всасывание влаги при влажности, соответствующей

ППВ (всасывающая способность равна 0), по мере подсыхания

почвы ее всасывающая способность возрастает.

Оросительная внутрипочвенная система может быть полуза-

крытой или закрытой (рис. 77). В полузакрытой системе кана-

лы делают открытыми, а трубы-увлажнители — закрытыми.

При строительстве закрытых систем всю проводящую и регулиру-

ющую сеть устраивают из закрытых трубопроводов. Закрытые

системы являются наиболее совершенными. Подводящие и рас-

пределительные трубопроводы при внутрипочвенном орошении

выполняют из обычных асбоцементных труб на глубине не менее

0,5-0,6

м от дневной поверхности. Трубы-увлажнители заклады-

вают на глубине 0,45-0,50 м на расстоянии

1,25-1,50,

реже

2,0—2,5 м (при поливе овощей

—

1,0-1,2

м; садов

—

1,8-2,0;

ви-

ноградников — 2,0-2,5 м). Трубы-увлажнители изготавливают

из перфорированного полиэтилена, поливинилхлорида или из

керамических гончарных труб. Длина труб увлажнителей —

150-250 м.

Существуют безнапорные и напорные внутрипочвенные оро-

сительные системы. В безнапорных внутрипочвенных ороситель-

ных системах вода движется по трубам самотеком.

напорных сис-

темах увлажнение происходит под напором. Такие системы облада-

180

ют определенными преимуществами. Они позволяют увеличивать

расстояние между трубами-увлажнителями до 3 м.

Пластмассовые трубы для внутрипочвенного орошения укла-

дываются бестраншейным дреноукладчиком, гончарные — тран-

шейным многоковшовым экскаватором. Земляные трубы для оро-

шения

—

кротовины

—

создают кротдренажной машиной.

В.Г. Корнев в 20-х годах предложил интересную систему ваку-

умного внутрипочвенного двустороннего регулирования влажно-

сти почвы. Система основана только на использовании всасываю-

щей способности почвы. Герметичная система из пористых труб

соединена с питающим резервуаром. Если влажность почвы низ-

кая,

то вода всасывается почвой. В системе возникает вакуум. Про-

цесс продолжается до тех пор, пока всасывающая сила почвы не

уравновесится вакуумом системы. При повышении влажности и

уменьшении всасывающей силы почвы часть воды будет отсосана

системой из почвы. Такая система теоретически способна поддер-

живать влажность почвы на одном и том же уровне, который опре-

деляет вакуум системы. Поэтому, изменяя вакуум системы, можно

регулировать влажность почвы. Сложность, однако, заключается в

том, что поддержание герметичности системы оказывается весьма

трудным техническим мероприятием.

Рис.

77. Схема соединения труб в полузакрытой (а) и закрытой (б) системах

внутрипочвенного орошения:

1 — открытый ороситель; 2 — трубы-увлажнители из гончарных дренажных труб

диаметром 5-7,5 см; 3— песчаные засыпки; 4—закрытый ороситель из асбестоце-

ментных труб; 5

—

засыпка местным грунтом. Размеры даны в метрах

181