Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерного факультета заочного отделения

Вид материала

Методические указания

Содержание Методические указания 1. Состав и техническое состояние Межхозяйственная сеть Внутрихозяйственная сеть открытых каналов Дренажные системы Напорные трубопроводы Эксплуатационное оснащение системы 1.2. Характеристика состояния элементов мелиоративной Дефектная ведомость 2. Улучшение и развитие мелиоративной системы 2.1. Устранение деформаций элементов системы, производство 2.2. Проектирование мероприятий по улучшению и развитию Продолжительность вегетации Максимальная расчетная глубина корнеобитаемого слоя почвы, см Величина подпитывания корнеобитаемого слоя почвы Ведомость водного режима при увлажнении почвы дождеванием Поливные нормы Сроки, нормы увлажнения и сброса избыточных вод Оперативный план регулирования водного режима почвы 2.3. Определение стоимости устранения деформаций ... Полное содержание

Подобный материал:

• М. А. Бонч-Бруевича Методические указания к курсовому проектированию предварительных, 789.79kb.
• Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольной работы Для студентов, 418kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов заочного отделения инженерного, 240.64kb.
• Методические указания по курсовому проектированию для выполнения курсовой работы, 157.05kb.
• Методические указания к курсовому проектированию по учебной дисциплине «Управленческие, 1355.04kb.
• Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «страхование» для студентов, 1442.66kb.
• Методические указания к курсовому проектированию по учебной дисциплине, 1609.55kb.
• Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «страхование» для студентов, 1282.26kb.
• Методические указания для студентов 1 курса заочного отделения исторического факультета, 244.82kb.
• Методические указания для самостоятельной работы в межсессионный период и подготовки, 752.22kb.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ




ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ




УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

“БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ”





Кафедра строительства и эксплуатации ГМС


Эксплуатация мелиоративных

и водохозяйственных систем


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ


Для студентов инженерного факультета заочного отделения

специальности 1-74 05 01 – мелиорация и водное хозяйство


Горки 2006

Одобрено методической комиссией инженерного факультета заочного отделения 10.06.2005.


Составили профессор П. У. Равовой, доцент В. В. ВАСИЛЬЕВ.


Компьютерный набор и верстку выполнила Н. М. Тимошенко.


УДК 626.8

Эксплуатация мелиоративных и водохозяйственных систем: Методические указания / Белорусская государственная сельскохозяйственная академия; Сост. П.У.Равовой, В.В.Васильев. Горки, 2006, 63 с.


Приведены исходные данные по вариантам курсового проектирования, материалы из научной и справочной литературы для составления хозяйственных планов регулирования водного режима почвы, указания по характеристике технического состояния и улучшению существующей мелиоративной системы, организации ее эксплуатации, определению эксплуатационных затрат и технико-экономических показателей запроектированных мероприятий.

Для студентов инженерного факультета заочного отделения специальности

1-74 05 01 – мелиорация и водное хозяйство.

Таблиц 14. Рисунков 1. Библиогр. 16. Приложений 23.


Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В.М. ЛАРЬКОВ; доцент кафедры строительства и эксплуатации ГМС О.А. ШАВЛИНСКИЙ; канд. техн. наук Г. И. Михайлов.


 Составление. П. У. Равовой, В. В. Васильев, 2006

 Учреждение образования

“Белорусская государственная

сельскохозяйственная академия”, 2006


ВВЕДЕНИЕ


В задачи эксплуатации мелиоративных и водохозяйственных систем входят регулирование водного режима почвы, поддержание всех элементов и устройств в исправном состоянии, улучшение и переустройство систем, совершенствование организации и методов эксплуатации систем.

Учебным планом и программой курса “Эксплуатация мелиоративных и водохозяйственных систем” предусмотрено выполнение курсового проекта. Примерные темы проектирования: эксплуатация мелиоративной системы; переустройство и организация эксплуатации мелиоративной системы; капитальный ремонт мелиоративной системы; улучшение и эксплуатация мелиоративной системы; эксплуатация системы дождевания и др.

Во всех темах курсового проекта необходимо отразить ряд показателей, которыми характеризуется современное состояние, и разработать мероприятия по дальнейшему улучшению и организации правильной эксплуатации мелиоративной системы. К таким показателям относятся: состав межхозяйственной и внутрихозяйственной частей системы; характеристика технического состояния системы; виды и объемы деформаций; устранение повреждений и деформаций; улучшение и развитие системы; регулирование водного режима почвы; организация эксплуатации системы; определение затрат на эксплуатацию.

Для выполнения курсового проекта студент выбирает необходимые материалы из таблиц согласно своему варианту по приложениям 1...23. Тема, номер варианта, задание и план мелиоративной системы выдаются кафедрой. В задании по курсовому проектированию приведены причины избыточного увлажнения почв мелиоративного объекта, время его эксплуатации, параметры регулирующей и проводящей сети, обеспеченность расчетного года по осадкам и суммарному испарению, планируемое использование участка под различные сельскохозяйственные культуры, а также содержание расчетно-пояснительной записки (вопросы, подлежащие разработке). Объем разрабатываемых вопросов в курсовом проекте устанавливается руководителем.


1. СОСТАВ И ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

МЕЛИОРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ


1.1. Состав элементов мелиоративной системы

и их техническая характеристика


Мелиоративные системы бывают межхозяйственные и внутрихозяйственные. Системы, обслуживающие земли двух и более хозяйств, относятся к межхозяйственным. К внутрихозяйственным относят такие, которые располагаются на территории одного хозяйства. В составе каждой межхозяйственной системы имеются внутрихозяйственные, т. е. межхозяйственная система – это совокупность нескольких внутрихозяйственных, объединенных общим водоприемником, магистральными и другими проводящими, а также нагорными, нагорно-ловчими каналами (дренами), дорогами и т. п.

Состав межхозяйственной и внутрихозяйственной частей систем студент определяет на плане мелиорированного объекта. На плане межхозяйственной системы сначала устанавливают границы между хозяйствами, а затем определяют элементы межхозяйственного и внутрихозяйственного назначения. Перечень межхозяйственных элементов, а также по каждому хозяйству внутрихозяйственных заносят в расчетно-пояснительную записку проекта. Под элементами мелиоративной системы следует понимать водоприемник, магистральные и другие проводящие каналы, коллекторы, дрены, нагорные и нагорно-ловчие каналы, или дрены, дамбы, дороги, гидротехнические сооружения, береговую обстановку, эксплуатационную гидрометрию, лаборатории, складские помещения и т. п. Техническую характеристику элементов нужно дать по приведенным ниже показателям.

Водоприемник: название, длина его на территории объекта, глубина, ширина, откосы, их крепление. Сооружения на водоприемнике, их параметры.

Межхозяйственная сеть открытых каналов: их названия, длины, размеры поперечных сечений, крепление откосов. Сооружения на межхозяйственных каналах, их основные параметры. Дороги, протяженность на объекте, ширина, покрытие. Плотины, дамбы обвалования, их параметры, крепления откосов.

Внутрихозяйственная сеть открытых каналов: их названия, длины, размеры поперечных сечений, сооружения на них, крепление откосов. Дороги, протяженность, ширина, покрытие.

Дренажные системы: их количество, общая площадь, устья, колодцы, диаметры коллекторов и дрен.

Насосные станции: количество, мощность, назначение.

Напорные трубопроводы: их материал, диаметры, длина. Положение трасс, сооружения на трубопроводах.

Наличие в хозяйстве оросительной техники, ее краткая техническая характеристика.

Эксплуатационное оснащение системы: основные и вспомогательные гидрометрические посты, наблюдательные колодцы и скважины, береговая обстановка, пешеходные мостики, механизация и автоматизация на сооружениях.


1.2. Характеристика состояния элементов мелиоративной

системы, виды и объемы деформаций


Характеристику состояния мелиоративной системы необходимо дать раздельно по межхозяйственной и внутрихозяйственной частям. Состояние системы следует приводить по отдельным элементам. По каждому элементу определяют виды и объемы деформаций.

Виды и объемы деформаций устанавливают с использованием профилей, чертежей сооружений, натурных обследований и обмеров мелиоративной сети и сооружений. С видами возможных деформаций, возникающих на системах, студент знакомится на производственной практике, во время участия в мелиоративном строительстве, по литературным источникам.



m


m



H_к

₁ ₁


Рис. 1. Схема к определению объемов заиления и зарастания открытой сети.


Возможные деформации и недостатки в работе системы устанавливают с привязкой к имеющейся у студента схеме системы. Варианты описания возможных деформаций и недостатков в работе системы в качестве примера приведены ниже:

– все открытые водотоки в большей или меньшей степени заросли, заилены и нуждаются в подчистке; определяем объемы заилений и площади зарастания каналов травой и кустарниковой растительностью, используя следующие формулы и рис. 1:


W₃ = ₃  L_кан,


где ₃ – площадь заиления поперечного сечения канала, м²;

L_кан – длина канала, м;

W₃ – объем заиления, м;


₃ = (в + m h₃) h₃,


где h₃ – высота заиления в канале, которую можно условно принять равной 3 … 5 cм за год эксплуатации системы.

Площадь окашивания каналов от травяной и сорной растительности определяют по следующим формулам:


F_ок = _ок  L_кан;


_ок = 2 (₁ + ₂),


где ₁ – ширина бермы, которая принимается в зависимости от габаритов канала (₁ = 1,0…2,0 м);

F_ок – площадь окашивания канала, м²;

_ок – ширина полосы окашивания, м;

₂ – длина окашиваемого откоса, которую определяют по формуле





Дальнейшее описание возможных деформаций можно продолжить следующим образом:

– устья дренажных коллекторов №... разрушены;

– дренажные системы №… не работают и на их территории наблюдаются вымочки;

– поворот канала Н-1 (ПК-3 + 20) каждый год размывается;

– на каналах Н-1 и Н-2 разрушено крепление откосов на длине

0,5 км;

– имеются места просачивания воды на низовом откосе плотины, трещины в теле дамбы, разрушение верхового откоса дамбы;

– заилены смотровые колодцы на дренажных системах (привести № … систем), объемы заилений;

– имеются просадки подъездов к трубам-переездам ТП-№…;

– произошли просадка и разрушение проезжей части дороги на 5-м и 6-м километрах на протяжении около 300 м;

– имеются неразровненные кавальеры вдоль канала Л-1, объемы;

– размыты поверхностным ливневым стоком откосы каналов Н-1 (ПК-3 + 20) и Н-2 (ПК- 6 + 10) общей протяженностью 25 м;

– выявлена задержка созревания почвы в системе каналов К-1 и

К-2 на общей площади 80 га;

– наблюдается переосушение почвы в системе канала К-3 (ПК- 4…

ПК-6) на площади 20 га;

– имеются мелкие западины, блюдца в системе каналов Н-1 и Н-2 (10 шт. площадью 60 га);

– бывают трудности с вывозом урожая с объекта из-за отсутствия трубы-переезда на канале Н-2 (ПК-3 + 10), а также из-за отсутствия дороги вдоль канала Н-1;

– имеется большой поверхностный приток воды на объекте весной и летом с вышерасположенной территории в районе нагорного канала НК-2 из-за его малой длины;

– произошло выглубление дрен из-за сработки торфяников в системе каналов К-3 и К- 4 на общей площади 15 га;

– часть территории объекта (20 га) в системе магистрального канала М-1 (ПК- 0…ПК- 4) затоплена водой весной и летом во время паводков;

– на территории объекта 10 га в системе канала К-3 (ПК- 4…ПК-6) из-за отсутствия дренажной осушительной системы грунтовые воды расположены слишком высоко и поэтому почва переувлажнена;

– плохо работает гончарный дренаж (дренажные системы №…) на территории 13 га (средние суглинки), необходимо отрегулировать поверхностный сток.

Результаты обследований системы оформляют в виде дефектной ведомости (табл. 1).


Таблица 1. Дефектная ведомость

Наименование канала, сооружения	Вид повреждения	Характеристика повреждений	Объемы и содержание ремонтных работ	Потребность в строительных материалах
Канал М-2	Зарастание	Состав растительности, густота по дну, откосам, бермам, кавальерам	Объемы (м2), вырубка кустарника, окашива- ние
Труба-пере-езд ТП-4	Элементы со- оружения с повреждения-ми	Степень износа и разрушения эле- ментов	Требуемые ре- монтные работы	Вид материала, его сортамент и объем

Примечание. И т. д. в соответствии с выявленными дефектами (деформациями).


2. УЛУЧШЕНИЕ И РАЗВИТИЕ МЕЛИОРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ


План улучшения и развития системы составляют на основе накапливаемого в процессе эксплуатации опыта и наблюдений за работой системы. В плане улучшения должны быть предусмотрены: устройство (при необходимости) временных и постоянных дополнительных осушителей, ликвидация ненужных; оборудование системы устройствами гидрометрии (в том числе автоматическими); организация подачи и распределения воды по участкам; создание и ремонт береговой обстановки, средств связи, зданий службы эксплуатации; культуртехнические работы; лесопосадки; улучшение дорожной сети; устройство скотоперегонов; установка электропастухов вдоль каналов; автоматизация системы и т. п.

В плане развития существующей мелиоративной системы предусматривают осушение прилегающих участков для выравнивания контуров полей и частичное увеличение мелиорированной территории, устройство оросительной системы при необходимости дополнительного увлажнения почвы, создание водоемов для накопления воды на орошение и ликвидацию пожаров на торфяниках.

В курсовом и дипломном проектах студент разрабатывает мероприятия по устранению деформаций, улучшению и развитию системы с учетом вышеизложенного, а также на основе изучения литературы по мелиорации, гидротехническим сооружениям, эксплуатации гидромелиоративных систем, технологии и механизации мелиоративных работ. Мероприятия по устранению деформаций, улучшению и развитию системы необходимо изложить в расчетно-пояснительной записке с соответствующими обоснованиями и расчетами, запроектировать на плане, определить стоимость работ (сметы) с использованием литературы [1…16].


2.1. Устранение деформаций элементов системы, производство

работ по устранению деформаций


Для устранения установленных в п. 1.2 деформаций системы подбирают соответствующие технологии, машины и механизмы. В соответствии с объемами деформаций определяют виды и общую потребность в машинах и механизмах. Подбор машин для очистки каналов от наносов производится в зависимости от удельных объемов выемки грунта из каналов (м³/м) по приложениям 14 и 22. На основе видов, объемов работ и принятых машин подбирают технологические схемы для проведения работ. При решении этих вопросов можно использовать литературу [5, 8, 9, 10]. Пример описания технологии производства работ по очистке каналов от наносов приведен ниже.

Производство работ на объекте необходимо начать после прохождения паводка при минимальных уровнях воды в каналах. В первую очередь производится подчистка магистрального канала (водоприемника) (привести наименование), что создает оптимальные условия для выполнения всех последующих работ. Для подчистки каналов (перечислить номера) ПК ________________ с объемами менее 0,3 м³/пог.м применяется каналоочиститель МР-14. Предварительно перед проходом очистителя производится планировка берм бульдозером. Для углубления и уширения каналов ___________________________ с объемами выемки до 2 м³/м применен экскаватор ЭО-3211В, оборудованный циркульным ковшом.

Подчистка каналов ___________________ предусмотрена экскаватором с оборудованием “драглайн”. Сводка древесно-кустарниковой растительности на откосах каналов производится вручную, а на бермах каналов – корчевателем-собирателем.

При уширении и углублении каналов экскаватором одновременно производится срезка полосы шириной ____ м существующего кавальера. Дальнейшая срезка существующего кавальера производится бульдозером _______________. Грунт, вынутый при очистке каналов и срезке кавальеров, разравнивается бульдозером ___________________ слоем 10 см.

Полоса разравненного кавальера вспахивается плугом ПБН-75 на тракторе ДТ-75 с последующей разделкой пласта дисковой бороной.

При производстве ремонтно-эксплуатационных работ потребуются следующие механизмы:

1. Экскаватор ЭО-3211В с оборудованием “драглайн” – шт.;

2. То же с оборудованием “циркульный ковш” – шт.;

3. Каналоочиститель МР-14 – шт.;

4. Корчеватель – шт.;

5. Бульдозер мощностью _____________ кВт – шт.

Подбор машин для окашивания откосов и берм каналов производится в зависимости от ширины окашиваемых откосов и ширины захвата косилки по приложению 15. Аналогично производится описание технологии производства работ.


2.2. Проектирование мероприятий по улучшению и развитию

существующей системы


2.2.1. Обоснование проектируемых мероприятий


Основанием мероприятий по улучшению и развитию системы является анализ состояния мелиоративных элементов и соответствия их современным требованиям производства и научных разработок. При выборе вариантов мероприятий надо ориентироваться на энерго- и ресурсосберегающие конструкции устройств и технологии работ.

Студент поочередно анализирует появившиеся недостатки в работе системы и, ссылаясь на учебную и нормативную литературу, принимает решение – каким образом будут устранены эти недостатки.

Пример 1. Канал К-1 ежегодно размывает весенний паводок на повороте (ПК-3 + 45). Возможные варианты: перепроектировать поворот канала с увеличенным радиусом или провести закрепление русла на повороте. Окончательное решение принимается после экономического сравнения вариантов.

Пример 2. Из-за малой длины нагорно-ловчего канала Н-2 весной и особенно во время летних паводков на территорию объекта поступает значительный поверхностный сток, приводящий к переувлажнению почвы и вымочкам в понижениях. Принято решение: удлинить канал Н-2 на 200 м.

Пример 3. Вследствие большого срока использования осушенного торфяника на площади 150 га под пропашные культуры он сработался, и глубина заложения дренажных систем в зоне действия канала Н-3 оказалась меньше расчетной. Принято решение: учитывая, что к тому же дрены заилились более чем на 40…50 %, разрушены дренажные устья, необходимо заложить на указанной площади 150 га новую осушительную дренажную сеть с соответствующей глубиной, а также углубить открытые отводящие каналы Н-3, К-3 и М-1.

На отдельных участках осушаемого массива или на всем объекте могут быть системы в виде открытой сети. Каналы этой сети, естественно, заилились, заросли травой и древесно-кустарниковой растительностью. Такие устаревшие системы целесообразно заменить на закрытые, выполненные из керамического или пластмассового дренажа. Это повысит коэффициент земельного использования, увеличит площади сельскохозяйственных полей.

Некоторые открытые каналы можно углубить и использовать в качестве регулирующих или водоотводящих элементов. В проекте должны быть приведены названия этих каналов. Остальные каналы (также перечисляются) за ненадобностью и в результате замены их на дренаж подлежат ликвидации, т.е. засыпке.

Таким образом, в курсовом или дипломном проекте обосновываются все технические решения по улучшению существующей осушительной системы.

При улучшении мелиоративной системы решается вопрос о дополнительном строительстве или реконструкции имеющихся сооружений. Дается краткая характеристика и назначение сооружений, которые необходимо запроектировать для нормальной работы и обслуживания осушительной системы. В состав сооружений на мелиоративных системах входят: дренажные устья; смотровые, водорегулирующие и водопоглощающие колодцы, насосные станции, шлюзы, трубы-регуляторы; мосты, скотоперегоны, трубы-переезды; перепады, быстротоки, ложбины стока, фильтры-поглотители.

Конструкции сооружений подбирают обычно по типовым разработкам и привязывают их к конкретным условиям объекта. Предпочтительнее предложить конструкцию собственной, более оригинальной разработки. Чертежи сооружений детализируют, приводят таблицы объемов и спецификацию материалов. При размещении сооружений на плане и профилях используют условные знаки и руководствуются рекомендациями (приложение 18).

Обосновывают необходимость строительства дополнительных дорог с заданной протяженностью и приводят конструкцию, необходимые объемы строительных материалов. Дороги наносят на план.

Необходимо показать роль агромелиоративных мероприятий в раз-

уплотнении почвы и регулировании водного режима, для улучшения действия дренажа, усиления водопоглощения почвы при дождевании. Привести технологию проведения агромелиоративных мероприятий, сроки службы и способы их увеличения [9, 10, 12].

При улучшении (реконструкции) мелиоративной системы следует проанализировать методом водобалансовых расчетов необходимость дополнительного увлажнения почвы в вегетационный период. Если такая необходимость возникает, то существующую систему придется дополнить водоподпорными сооружениями на каналах (трубы-регуля-торы, шлюзы), дренажных коллекторах (колодцы-регуляторы), или придется устраивать систему дождевания (насосная станция, сеть напорных трубопроводов с соответствующей арматурой, дождевальная техника).

Для определения необходимости дополнительного увлажнения почвы по декадам вегетационного периода или отвода избыточных вод в курсовом (дипломном) проекте можно использовать метод водобалансовых расчетов при дождевании сельскохозяйственных культур. Этот метод используют при составлении хозяйственных планов водопользования, когда устанавливают плановый режим регулирования влажности почвы на определенный по водности год.

В хозяйственный план водопользования включают ведомость водного режима почвы; определение сроков, норм полива и сброса избыточных вод; оперативный план регулирования водного режима почвы.

Исходными материалами для составления хозяйственного плана водопользования является план мелиоративной системы, почвенная карта, данные о водно-физических показателях почвы, план размещения сельскохозяйственных культур, сведения об уровнях грунтовых вод, прогнозы и данные о климатических условиях на расчетный год, сведения о дождевальной технике.

В курсовом проекте водобалансовые расчеты следует провести по всем сельскохозяйственным культурам, которые приведены в задании на проектирование.

Форма ведомости и пример расчета водного режима при увлажнении почвы дождеванием приведена в табл. 2. Месяцы и декады увязывают с продолжительностью вегетационного периода культур. Первая декада и месяц соответствуют началу вегетации растений, зависят от климатических условий района расположения мелиорируемого участка и принимают их с учетом опытных данных за прошлые годы (приложение 3). Продолжительность периода вегетации культур приведена в табл. 3.

Глубину грунтовых вод по месяцам и декадам вегетационного периода следует принимать по фактическим замерам, ориентируясь по году-аналогу.

В курсовом проекте в качестве примера можно использовать ориентировочное положение УГВ из приложения 1.

Минимальную глубину корнеобитаемого слоя первой расчетной декады принимают 10 см. В последующие декады прибавляют интенсивность прироста корневой системы (приложение 1) до максимальной расчетной глубины (табл. 4).

Водные свойства почвы W_п (влагозапас при полной влагоемкости, когда все поры почвы заполнены водой), W_нв (влагозапас при наименьшей влагоемкости), W_з (влагозапас при влажности завядания растений) определяют полевым и лабораторным способами по существующим методикам. При отсутствии данных их можно ориентировочно определить по приложению 2.

Нижний допустимый предел влагозапасов W_нп (табл. 2 графа 8) для тяжелых по гранулометрическому составу почв принимают (0,7…0,75) W_нв , для средних – 0,65 W_нв , для легких – 0,6 W_нв , для торфяных – 0,7 W_нв.

Запас влаги в слое прироста корневой системы (графа 9) приближенно можно определить по формуле


м³ /га,


где W_нв – влагозапас расчетной декады, м³/га;

– влагозапас предыдущей декады, м³/га.

Используемые атмосферные осадки определяют по формуле


Р_и = 10  К  Р, м³/га,


где К – коэффициент использования осадков (К = 0,7...0,8);

Р – количество осадков, выпавших за декаду, мм.


По приложению 4 в зависимости от района расположения и заданной обеспеченности сначала определяют общее количество осадков, выпавших за вегетационный период. Затем согласно приложениям 5, 6, 7 (по процентному соотношению) распределяют это количество осадков по декадам вегетационного периода.

Подпитывание грунтовыми водами можно принять по табл.5, где Н_г – глубина грунтовых вод, см; h_кс – глубина корнеобитаемого слоя почвы, см. Для перевода значений V_г из см/сут в м³/га необходимо принятые по таблице величины умножить на 100 Т, где Т – продолжительность расчетного периода в сутках (декада, пентада).


Таблица 3. Продолжительность вегетации

Группа культур	Культура	Период вегетации, дн.
I II III IV	Зернобобовые, капуста ранняя, картофель ранний Картофель поздний, капуста средняя, кукуруза на силос Капуста поздняя, морковь, свекла, многолетние травы первого года пользования Травы второго и третьего годов пользования	80…90 100…110 120…130 130…140

Таблица 4. Максимальная расчетная глубина корнеобитаемого слоя почвы, см

Культура	Почва
	торфяная	минеральная
Зерновые Подсолнечник, кукуруза Свекла сахарная и кормовая Капуста Картофель поздний Многолетние травы	40…50 – – – – 30…40	50…70 80 80 80 65 40…50

Таблица 5. Величина подпитывания корнеобитаемого слоя почвы

грунтовыми водами

Почвогрунт	VГ (макс), см/сут, при НГ – hКС , см
	30	50	70	90
Торф: осоково-тростниковый тростниково-древесный Гумусированный переходный песчаный слой	0,20 0,066 0,28	0,086 0,031 0,13	0,044 0,017 0,075	0,024 0,01 0,046
Супесь Суглинок пылеватый Суглинок тяжелый Песок мелкозернистый	0,47 0,10 0,093 2,45	0,25 0,045 0,046 2,27	0,16 0,017 0,027 0,216	0,11 0,013 0,017 0,020

Водопотребление сельскохозяйственных культур (суммарное испарение) Е определяют по общим и выведенным для конкретных усло-

Таблица 2. Ведомость водного режима при увлажнении почвы дождеванием (травы первого года, почвы — суглинок легкий)

Месяц	Декада	Глубина грунтовых вод, Нг , см	Расч. глубина корнеобитаемо- го слоя, hк.с , см	Водные свойства почвы, м3 /га				Приход и расход воды, м3 /га				Запасы влаги в расчетном слое, м3 /га		Баланс влаги в расчетном слое, м3 /га		Норма увлажнения, м3 /га
				Полная влагоемкость, Wп	Влагоемкость при влажности завяда-ния, W3	Наименьшая влаго- Емкость, Wнв	Нижн. пред. оптим. влагоз., Wнп	Запас влаги в слое прироста корневой сист., W	Используемые осадки, Р	Подпитывание грун- товыми водами, Vг	Водопотребление, Е	На начало декады Wн	На конец декады, Wк	Избыток, Wи	Недостаток, Wн	Максим., mмкс	Принятая, mпр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
IV V VI VII VIII	3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3	50 60 70 80 90 100 100 110 120 120 110 120 100	10 20 30 40 50 50 50 50 50 50 50 50 50	508 1014 1510 2070 2670 2670 2670 2670 2670 2670 2670 2670 2670	226 432 638 984 1244 1244 1244 1244 1244 1244 1244 1244 1244	400 800 1100 1530 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000	254 507 755 1035 1335 1335 1335 1335 1335 1335 1335 1335 1335	0 400 300 430 470 0 0 0 0 0 0 0 0	110 110 137 165 55 137 247 247 110 192 82 110 192	72 72 72 72 72 45 45 31 17 17 31 17 45	154 258 309 309 464 464 309 309 361 464 361 309 258	400 400 724 925 1283 1416 1434 1417 1386 1452 1497 1549 1367	428 724 925 1283 1416 1134 1417 1386 1152 1197 1249 1367 1346	28	201 183 138 86	866 848 803 751	300 300 300 300

вий формулам, а также используют данные метеостанций и справочной литературы. Водопотребление можно также определить по приложениям 8...10 в зависимости от района расположения участка, обеспеченности и возделываемой культуры. Затем по приложениям 11, 12, используя типовое внутрисезонное распределение испарения (в процентах от общего) для разных культур, определяют водопотребление по декадам расчетного периода. Полученную величину в мм следует умножить на 10 (для перевода в м³/га) и занести в графу 12 табл. 2.

Запас влаги в почве на начало первой декады вегетационного периода принимают равным фактически наблюдаемому при посеве культуры (по году-аналогу). При отсутствии многолетних наблюдений его условно принимают равным влагозапасу при наименьшей влагоемкости, т.е. W_н = W_{нв ,} м³/га. Запас влаги на конец расчетной декады определяют по формуле


W_к = W_н + W + P + V_г – Е, м³ /га.


Чтобы определить прием регулирования влажности в данный расчетный период (сброс или увлажнение), необходимо W_к сравнить с W_нв и W_нп за этот же период. При сравнении могут быть три случая:

1. W_нв  W_к > W_нп – влагозапасы в почве находятся в оптимальных пределах. В этом случае влагозапасы на начало следующей декады принимают равными влагозапасам на конец предыдущей:


;


2. W_к  W_нв – влагозапасы на конец декады больше наименьшей влагоемкости. В почве имеется избыток воды, который определяется по формуле

W_и = W_к - W_нв , м³ /га.


Влагозапасы на начало следующей декады принимаются равными наименьшей влагоемкости предыдущей:


;


3. W_к  W_нп – влагозапасы на конец декады меньше нижнего оптимального предела. В почве содержится недостаточное количество влаги для нормального развития сельскохозяйственных культур. Недостаток влагозапасов до оптимального предела определяется по формуле

W_н = W_нп - W_к , м³/га.


Максимальная норма увлажнения


m_макс = W_нв - W_к, м³ /га.


При орошении дождеванием для предупреждения поверхностного стока рекомендуется норму увлажнения принимать не более предельной нормы полива, приведенной в табл. 6.


Таблица 6. Поливные нормы (нетто) для условий Беларуси, м³ /га

Культура	Почвы
	супесчаная	суглинистая	торфяная
Травы Капуста Картофель Свекла Зерновые, кукуруза	200…250 100…250 150…250 100…250 200…250	250…300 150…300 200…300 200…300 200…300	300…400 – – – 250…350

Норму увлажнения m_пр назначают такую, которая обеспечит влагозапасы, близкие к среднему или верхнему оптимальному пределу W_{нв .} Тогда влагозапасы на начало следующей декады


,


где m_пр – принятая норма увлажнения, м³ /га.

При подаче воды на увлажнение


m_бр = 1,1 m_нт , м³ /га.


Используя ведомость водного режима (табл. 2), составляют ведомость сроков, норм увлажнения и сброса избыточных вод из расчетного слоя почвы (табл. 7).

В начале расчетов необходимо расположить сельскохозяйственные культуры на мелиоративном объекте, пронумеровать поля и определить их площади. При этом надо следить, чтобы на участок, обслуживаемый осушительной сетью одного дренажного коллектора или открытого собирателя (при осушении открытой сетью каналов), не расположить две и более культуры. Границы между полями сельскохозяйственных культур можно проводить по трассам более крупных проводящих каналов и между торцами осушителей, отводящих воду в разные стороны рельефа.

В табл. 7 проводят расчеты только по тем месяцам и декадам, в которые (табл. 2) возникла необходимость увлажнения почвы или отвода избыточных вод.


С учетом конфигурации полей севооборота и высоты сельскохозяйственных культур следует подобрать соответствующую дождевальную технику. Техническая характеристика дождевальных машин приведена в справочной, учебной литературе и приложении 13.

Систему дождевания, включающую насосную станцию, напорные трубопроводы, смотровые и водоспускные колодцы, расположение гидрантов и схему работы дождевальной техники, необходимо запроектировать на плане объекта. Элементы системы дождевания нумеруют и необходимые номера используют при заполнении табл. 8.

Время увлажнения поля одной дождевальной машиной определяется по формуле




где F – площадь поля, га;

Q_м – расход воды поливной машиной, м³ /с (приложение 13);

n – число часов работы поливного агрегата за сутки;

_м – коэффициент использования рабочего времени машиной за сутки (см. приложение 13).

При определении Т_у используют метод подбора числа часов работы поливного агрегата за сутки (n). Первоначально можно принять n = 8 ч (одна смена). Если получится Т_у > 10 сут (декада), то “n” увеличивают. В случае, когда при n = 24 ч получится Т_у > 10 сут, следует принять 2 дождевальные машины, так как одна не может обслуживать площадь, выделенную под сельскохозяйственную культуру. Тогда в формулу вводят значение 2Q_м и снова подбирают продолжительность работы машин в сутки, начиная с одной смены (n = 8 ч). Расчеты продолжают до получения Т_у  10 сут.

Если при определении времени сброса избыточной воды получится Т_с > 10 сут, то в дополнение к осушительной сети проектируют мероприятия, ускоряющие отвод поверхностных и грунтовых вод (см. п. 3.1.)

Расход воды на увлажнение дождеванием определяется по формуле





Время сброса избыточной воды




Таблица 7. Сроки, нормы увлажнения и сброса избыточных вод

Номер поля совооборота	Культура и площадь, га	Способ увлажнения, осушения	Сроки увлаж- нения и сброса	Нормы увлажнения, м/га		Время увлажне- ния, Ту , сут	Расход на увлаж- нение, Qу , л/с	Нормы сброса mс , м3 /га	Время сброса Тс , сут	Расход на сброс, Qс , л/с
				mнт	mбр
3	Травы 70	Дренаж Дождевание — » — — » — — » —		300 300 300 300	330 330 330 330	9 9 9 9	51 51 51 51	28	0,54	42

где q_с – модуль дренажного стока, л/с с 1 га (для глины, суглинков тяжелых и средних модуль дренажного стока составляет 0,4...0,5; суглинков легких и супесей – 0,6; песков и торфа – 0,7...0,8 л/с/га).

Расход на сброс определяется по формуле





На основании ведомости сроков, норм увлажнения и сброса избыточных вод составляют оперативный план регулирования водного режима почвы (табл. 8). В таблице для каждой декады существует запись в виде дроби, в которой перед чертой ставится норма увлажнения или сброса, в числителе – сроки, а в знаменателе – расходы (например,

300 ).


Таблица 8. Оперативный план регулирования водного режима почвы

Номер поля	Культура, площадь, га	Способы осушения, увлажнения	Каналы, трубопроводы		Приемы регулирования
			осушит.	оросит.
1	2	3	4	5	6
	Травы 70	Дренаж Дождевание	С - 3	Т – 3	Сброс Увлажнение

Продолжение табл. 8

Нормы, сроки, расходы на увлажнение и сброс
IV	V			VI			VII			VIII
7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1

Для составления оперативного плана используется схема осушительно-увлажнительной сети и размещения культур на полях севооборота.

При проведении хозяйственных планов регулирования водного режима почвы осуществляют их корректировку, т. е. изменения. Корректировка вызывается погодными условиями, изменениями состава культур и сроков их весеннего сева. Поливы приурочивают к периодам (фазам) максимальной потребности растений в воде. Откорректированный план регулирования водного режима почвы передают в эксплуатационное управление для учета и составления системного плана водораспределения.