График поливов сельскохозяйственных культур
ГОСТ Р 58331.3-2019
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Системы и сооружения мелиоративные
ВОДОПОТРЕБНОСТЬ ДЛЯ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
Reclamation systems and structures. Water requirement for irrigation of crops. General requirements
Дата введения 2019-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения «Радуга» (ФГБНУ ВНИИ «Радуга»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 151 «Мелиорация»
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Настоящий стандарт устанавливает нормативы водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур по областям Центрального, Северо-Западного, Приволжского, Уральского, Сибирского, Дальневосточного, Южного и Северо-Кавказского федеральных округов.
В настоящем стандарте изложена методика определения показателей тепло-, влагообеспеченности территории и количественных параметров режимов орошения, а также представлены нормы водопотребности для орошения в регионах России (нетто, брутто и средневзвешенные на структурный гектар).
Основой расчета норм водопотребности являются дефициты водопотребления, скорректированные с учетом коэффициента потерь оросительной воды. Количественные значения норм водопотребности научно обоснованы и подтверждены на практике, для расчета использовались компьютерные программы «Расчет динамики агроклиматических ресурсов и их регулирование» и «Расчет параметров режимов орошения сельскохозяйственных культур», имеющие государственную регистрацию.
Актуальность разработанной методики заключается в том, чтобы при определении и назначении основных параметров орошения — оросительных и поливных норм, поливных режимов, а также при выборе технологии и технических средств полива строго соблюдалась их адаптация к лимитирующим показателям климата, почв, растений.
Практическое применение данной методики позволит обеспечить значительное водосбережение, снижение капитальных затрат и эксплутационных* издержек, а также улучшение экологической ситуации в орошаемом земледелии, что подтверждает необходимость разработки настоящего стандарта.
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает нормативы водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур по субъектам Центрального, Северо-Западного, Приволжского, Уральского, Сибирского, Дальневосточного, Южного и Северо-Кавказского федеральных округов.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 аридная зона: Географическая зона, характеризуемая засушливым климатом с годовой испаряемостью, превышающей атмосферные осадки (сухие степи, полупустыни, пустыни).
2.2 величина стока: Количество воды, стекающей с водосбора за определенный интервал времени; как правило, величина стока выражена в виде объема, модуля или слоя стока.
2.3 влагоемкость почвы: Способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды, выраженная в количестве влаги в процентах от массы сухой почвы или от ее объема, а также в миллиметрах водного слоя.
водные ресурсы: Запасы поверхностных и подземных вод рассматриваемой территории.
2.5 водопользование: Использование водных объектов с изъятием и без изъятия вод.
2.6 водопотребление: Объем воды, расходуемой сельскохозяйственным полем на транспирацию растений и испарение с почвы.
2.7 гумидная зона: Географическая зона, характеризуемая превышением годовых атмосферных осадков над суммой испарения, транспирации и инфильтрации вод.
2.8 дефицит водопотребления: Разница между эвапотранспирацией и алгебраической суммой показателей, обуславливающих естественную природную увлажненность сельскохозяйственного угодья.
2.9 засушливая (полуаридная) зона: Географическая зона полусухого климата с периодическими засухами, в пределах которой сельскохозяйственные угодья испытывают дефицит увлажнения (умеренно сухая степная зона).
2.10 зона неустойчивого увлажнения: Географическая зона с годовыми и внутригодовыми колебаниями соотношения атмосферных осадков и суммы испарения, транспирации и инфильтрации вод (лесостепная и лесная зоны).
2.11 испаряемость (потенциальная эвапотранспирация): Максимально возможное испарение в конкретных природно-климатических условиях с данной подстилающей поверхности при достаточном, не ограничивающем процесс испарения, увлажнении почвогрунтов.
2.12 коэффициент природного увлажнения: Интегральный показатель изменчивости климата, который наиболее объективно характеризует тепло-, влагообеспеченность периодов в различные годы.
2.13 норма водопотребности: Количество воды, которое следует подать (или подается) на единицу площади поливного участка, м /га или мм, для восполнения дефицита водопотребления культуры за расчетный отрезок времени.
2.14 оросительная норма нетто: Количество воды, которое следует подать (или подается) на единицу площади поливного участка, м /га или мм, за весь оросительный период в целях получения прогнозируемого урожая.
2.15 оросительная норма брутто: Норма, включающая оросительную норму нетто и потери воды на пути от водоисточника до растения.
2.16 поливная норма: Количество воды, подаваемое на один гектар посева орошаемой культуры за один полив, зависящее от глубины корнеобитаемого слоя почвы, подлежащего увлажнению, особенностей культуры и фазы ее развития, гранулометрического состава и водно-физических свойств почвы, вида, способа и технологии полива.
2.17 режим орошения: Совокупность поливных норм, сроков, числа и продолжительности поливов сельскохозяйственных культур, рассчитываемая в соответствии с биологическими особенностями растений, климатическими, почвенными и гидрогеологическими условиями орошаемого участка, способом и техникой полива, агротехникой растений.
2.18 эвапотранспирация: Испарение с поверхности почвы совместно с транспирацией.
3 Основные нормативные положения
Основой расчета норм водопотребности являются дефициты водопотребления, скорректированные в каждом случае на потери оросительной воды.
3.1 Методика определения показателей тепло-, влагообеспеченности территории
3.1.1 Для полноценной оценки природного потенциала тепла и влаги сельскохозяйственно используемой территории рекомендуются следующие комплексные показатели:
— испаряемость (потенциальная эвапотранспирация);
— активные влагозапасы почвы в диапазоне от наименьшей влагоемкости (НВ) до влажности разрыва капиллярной связи;
— коэффициент природного увлажнения 
, равный соотношению элементов водного и теплового балансов.
3.1.2 Испаряемость 
, мм, рассчитывают по модифицированной формуле Н.Н.Иванова
,
где 
— энергетический фактор испарения, мм/мб, учитывающий нелинейность связи 
и 
при изменении температуры воздуха;
— дефицит влажности воздуха, мб;
— ветровая функция, учитывающая влияние скорости ветра на интенсивность испарения.
Для выполнения расчетов выбраны репрезентативные в регионе метеостанции с наблюдениями метеоданных не менее чем за 35-60 лет.
3.1.3 Показатель тепло-, влагообеспеченности — коэффициент увлажнения 
рассчитывают по зависимости
,
где 
— коэффициент природного увлажнения за период, в течение которого среднесуточная температура воздуха 
5°С;
— активные запасы влаги в метровом слое почвы на начало расчетного периода (дата перехода среднесуточной температуры воздуха через +5°С), мм;
— сумма атмосферных осадков за расчетный период, мм;
— испаряемость (потенциальная эвапотранспирация) за тот же период, мм.
По средним многолетним значениям коэффициентов увлажнения 
с использованием линейной интерполяции составляют карту изолиний 
, показывающая изменчивость 
по территории. Выделяют физико-географические (природные) зоны на те территории, границы которых сопряжены с граничными значениями 
.
Градации 
и соответствующие им природные зоны:
0,20 — пустынная зона;
0,21-0,30 — полупустынная зона;
0,31-0,40 — сухостепная зона;
0,41-0,50 — умеренно сухая степь;
Источник
Режимы орошения и техника полива сельскохозяйственных культур
Режимы орошения и техника полива сельскохозяйственных культур.
2. Расчёт режима орошения томатов поздних безрассадных.
Под режимом орошения понимают совокупность числа, сроков и норм поливов сельскохозяйственных культур, которые устанавливают расчетным путем в соответствии с биологическими особенностями растений, климатическими, почвенными и гидрологическими условиями орошаемого участка, способом и техникой полива, технологией возделывания культур и т.д. Режим орошения должен: устойчиво поддерживать оптимальный водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почвы; создавать необходимый микроклимат в слое растительного покрова; способствовать повышению плодородия орошаемых земель; не допускать эрозии, засоления и заболачивания почв; создавать условия эффективного использования орошаемых земель. На практике различают два принципиальных режима: проектный и эксплуатационный. Проектный режим орошения разрабатывают на стадии проектирования оросительной сети с целью выполнения водно-хозяйственных расчётов и установления расходных характеристик оросительной сети. Эксплуатационный режим орошения разрабатывают в процессе эксплуатации оросительной системы для планирования сезонного и оперативного внутрихозяйственного водопользования.
При разработке проектного режима орошения сельскохозяйственных культур, независимо от способа их полива, необходимо выполнить анализ природных условий. К ним относятся климатические, почвенные и гидрологические условия, а также учитываются биологические характеристики сельскохозяйственных культур, входящих в севооборот.
Наиболее важными показателями климата является температура воздуха, осадки, относительная влажность воздуха.
При анализе почвенного покрова проектируемого участка, например для расчёта поливных норм, необходимы наименьшая влагоемкость и объёмная масса почвы по горизонтам расчётного слоя.
Из гидрологических условий прежде всего следует обратить внимание на режим уровня грунтовых вод в вегетационный и невегетационный периоды. При залегании грунтовых вод на глубине менее 3 м. как правило, выполняется анализ величины капиллярного подъёма уровня грунтовых вод и его влияния на подпитывание корнеобитаемого слоя.
Из биологических характеристик сельскохозяйственных культур наиболее важными являются период вегетации, глубина корнеобитаемого слоя, урожайность, коэффициент водопотребления, биофизический коэффициент. Расчет режима орошения начинается с выбора года расчётной обеспеченности осадками.
2.1 Расчёт оросительной нормы.
Оросительная норма, или дефицит водопотребления -это то количество воды, которое нужно подать на 1 га орошаемого поля в течение вегетационного периода, чтобы получить плановую урожайность.
Оросительная норма рассчитывается по формуле.
где М-оросительная норма, м 3 /га.
Кв- коэффициент водопотребления, м 3 /т.
-коэффициент испарения осадков.
осадки за вегетационный, тёплый и холодный периоды.
-объём воды, поступающий из грунтовых вод(=0.
2.2 Определение запасов влаги в почве.
Эффективность орошения повышается, если оно позволяет поддерживать влажность в активном слое почвы на требуемом уровне, обеспечивающем высокую и устойчивую урожайность при наименьших затратах воды за единицу получаемой продукции. При современных способах и технике полива не представляется возможным поддерживать влажность почвы на одном заданном уровне. Практически её приходится поддерживать в диапазоне двух крайних (нижнем и верхнем) пределов.
Верхним пределом влажности в активном слое для всех культур принята наименьшая влагоёмкость почвы. Более благоприятные условия в почве создаются при НВ не превышающей 70 — 80 % от общей скважности почвы. Сложнее установить нижний предел (предполивной) влажности в активном слое почвы. Он зависит от биологических особенностей роста и развития растений, экологических и технико-экономических условий.
При доведении нижней границы влажности почвы до первых признаков завядания нарушается жизнедеятельность растений и резко снижается урожайность с.х. культур независимо оттого, в какую фазу роста и развития растение испытывало недостаток почвенной влаги. Рост и развитие культур сильно задерживаются из-за недостатка воды ещё задолго до наступления влажности завядания. Поэтому, поливы нужно начинать при влажности почвы выше влажности завядания.
Запас влаги в почве определяется по формуле.
где W — запас влаги в почве, м 3 /га.
Н — глубина активного слоя почвы, м.
— объёмная масса расчетного слоя, т/м 3.
r — влажность почвы, % от веса сухой почвы.
Максимальный и минимальный запас влаги в почве определяется по формулам.
где — влажность почвы при наименьшей влагоёмкости, % от веса сухой почвы.
где — нижний предел влажности почвы, % от веса сухой почвы (для овощных культур для остальных культур.
Таблица 5- Определение запасов влаги в корнеобитаемом слое почвы.
2.4 Расчёт поливных норм.
Поливной нормой называется количество воды, подаваемое на 1 га орошаемой площади за один полив.
Величина поливной нормы зависит от водно-физических свойств почвы и биологических особенностей культуры.
Поливная норма рассчитывается по формуле.
m-поливная норма, м 3 /га.
2.5 Определение средних дат поливов графоаналитическим способом.
Основная расчётная формула.
где — запас влаги, сформировавшийся за счет естественных факторов, м 3 /га.
— запас влаги в почве на начало декады, м 3 /га.
Е — водопотребление культуры за декаду, м 3 /га.
— используемые осадки за декаду, м 3 /га.
Естественный запас влаги в почве на конец декады, рассчитанный по формуле (8), может принять значения относящиеся к трем различным зонам графика динамики влажности корнеобитаемого слоя почвы, (рисунок 1). И тогда, в зависимости от того какое значение примет. будет приниматься решение о необходимости назначения полива. Возможны три случая.
то есть необходимости в поливе нет, на поле наблюдается переизбыток влаги, поверхностные воды должны быть отведены за пределы поля. Поэтому фактический запас влаги в почве на конец декады принимается равным максимальному запасу влаги.
то есть в корнеобитаемом слое почвы оптимальное количество влаги для развития сельскохозяйственной культуры, необходимости в поливе нет. Поэтому фактический запас влаги в почве принимается равным естественно сформировавшемуся запасу влаги в почве на конец декады.
где m-поливная норма, м 3 /га.
То есть на конец декады в корнеобитаемом слое почвы наблюдается недостаток влаги для нормального развития сельскохозяйственной культуры. Поэтому необходимо провести один или несколько поливов, чтобы довести запасы влаги в почве до оптимального значения.
3. Построение неукомплектованного и укомплектованного графиков поливов.
В орошаемом земледелии на севооборотном участке обычно возделывается несколько культур в системе севооборота. Каждая культура обладает индивидуальными особенностями и предъявляет свои требования к режиму орошения. Поэтому необходимо разработать режим орошения полей севооборота и учесть потребность в воде каждой культуры.
График поливов отражает динамику подачи оросительной воды на орошаемый участок и служит для определения расходов воды в оросительных каналах, а так же для определения пропускной способности, а следовательно и параметров гидротехнических сооружений на оросительной системе. Для построения графиков поливов необходимы следующие данные.
— состав культур входящих в севооборот.
— количество и средние даты поливов культур, входящих в севооборот.
— площадь поля, занимаемая одной культурой.
— техническая характеристика дождевальной машины.
3.1 Расчёт потребности в дождевальной технике.
Необходимое количество дождевальных машин находится по формуле.
где -площадь севооборота, га.
-площадь, орошаемая за сезон одной дождевальной машиной, га.
где -суточная производительность одной дождевальной машины, га.
-продолжительность поливного сезона, в сутках.
-среднее число поливов на одном поле севооборота.
-число поливов всего.
-общее число полей.
-расход дождевальной машины,л/с.
-коэффициент использования сменного времени.
-средняя величина поливной нормы, м 3 /га.
-общее количество поливных норм.
-величина поливных норм, м 3 /га.
где -средняя продолжительность поливного сезона.
-продолжительность поливного сезона по каждому полю.
3.2 Расчёт поливного расхода и продолжительности поливного периода.
Расчёт, которым подаётся поливная норма в течение полива одного поля севооборота, принято называть поливным.
Поливной расход определяется по формуле.
где -расход дождевальной машины, л/с.
n- количество дождевальных машин, одновременно работающих на одном поле, шт.
Продолжительность поливного периода определяется по формуле.
где -агрономически допустимый для данной культуры поливной период, сут.
m- поливная норма, м 3 /га.
— коэффициент, учитывающий потери воды на испарение.
Т- продолжительность полива в течении суток.
— коэффициент использования рабочего времени(0,83.
4. Проектирование сети орошаемого участка.
Полив машиной ДДА-100 МА.
Дождевальная машина ДДА-100 МА работает из открытой оросительной сети. При применении этой машины одна сторона поля кратна расстоянию между временными оросителями, другая равна длине временного оросителя (500 — 1000 м). Форма поля прямоугольная. Оросительная сеть устраивается открытой или комбинированной (временные оросители-открытые, а роль участковых и внутрихозяйственных распределителей выполняют трубопроводы.
Временные оросители нарезают прямолинейно через 120 и канавокопателем КОР-500 или КМ-800 со строительной глубиной 0,75-0,9 м, шириной по дну 0,6 м и m= I: I по предварительно cпланированной трассе c уклоном 0,0005 — 0,003. Траccу планируют шириной 5,5 — 6,0 и не засевают ее.
Временные оросители, расположенные в пределах одного поля, должны проходить параллельно друг другу и сторонам поля на расстоянии равном ширине захвата машины, т.е. 120 м от границы поля крайние временные оросители должны находиться на расстоянии, равном половине ширины захвата машины, т.е. 60 м.
Принцип проектирования оросительной сети К.1.1.
Расположение внутрихозяйственной открытой оросительной сети должно быть таким, чтобы.
1. Каждый севооборотный участок получал воду самостоятельно.
2. Временные оросители одного поля севооборота получали воду из одного участкового распределителя.
Необходимо избегать излишнего параллелизма каналов.
1.1.2. Расчет элементов техники полива ДДА-100МА.
Расчетом устанавливаются сезонная производительность машины ,интенсивность дождевания. оптимальная длина бьефа. число проходов при различных значениях поливной нормы, общее количество машин на севооборотном участке и количестве одновременно работавших машин.
Средняя интенсивность дождя (мм/мин) определяется по формуле.
где F- площадь захвата дождём.
В-длина полосы дождя, м.
где -расчетная длина бьефа, м.
H- строительная глубина временного оросителя, м.
-минимальный слой воды во временном оросителе, м.
-запас от уровня воды до бровки, м.
i- уклон дна временного оросителя.
Число проходов машины «n» меняется в зависимости от требуемой поливной нормы и определяется по формуле.
где m- поливная норма, м 3 /га.
-слой дождя за один проход машины, мм.
В-ширина захвата дождевальной машины.
т.к. должно выполняться условие. Томы принимаем В=240м.
т.к. должно выполняться условие ,то мы принимаем В=480м.
м. Это значение подходит нашему условию.
5. Расчёт коэффициента земельного использования.
Таблица-Расчёт площади линейных сооружений.
1. Ивлиев Н.И. Методические указания к курсовому проекту по сельскохозяйственным мелиорациям для студентов агрономических специальностей заочной формы обучения. — Краснодар: КСХИ, 1989.-51 с.
2. Маслов Б.С, Минаев И.В. Губер К.В. Справочник по мелиорации. — М. Росагропромиздат, 1989. — 384 с: ил.
3. Ничиков М.К. Пропастин В.А. Методические указания по расчету режима орошения сельскохозяйственных культур дождеванием в степной зоне Краснодарского края. — Краснодар: КСХИ, 1989.-37 с.
4. Положение о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах. Утверждено постановлением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 1996 г. № 1404.
5. Скобельцын Ю.А. Аникин В.С. Скобельцын АЛО. Контуры увлажнения при поливе сельскохозяйственных культур. — Краснодар: КГАУ, 1998.-34 с.
6. Скрипчинская Л.В. Янголь А.М. Гончаров СМ. Коробченко СМ. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации. -Киев: издательское объединение «Вища школа», 1977. — 352 с.
7. Амелин В.П.,Семерджян А.К.,Владимиров С.А. «Режимы орошения и техника полива сельскохозяйственных культур»,учебное пособие, Краснодар 2008г.
Почвенно-климатические условия района. Разработка источника орошения. Определение площади водосбора, емкости чаши пруда. Расчет поливных норм и сроков поливов, режима орошения сельскохозяйственных культур севооборота. Проектирование земляной плотины.
курсовая работа [36,2 K], добавлен 28.01.2014.
Общая характеристика дождевания. Природно-климатические условия Мелеузовского муниципального района. Расчет режима орошения сельскохозяйственных культур в севообороте. Сроки и продолжительность поливов. Экономическое обоснование размещения полей.
курсовая работа [63,2 K], добавлен 17.08.2013.
Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур. Расчет поливных норм. Продолжительность поливов. Оросительная система и ее элементы. Оборудование насосной установки. Требования, предъявляемые к экономике производства мелиоративных работ.
курсовая работа [70,9 K], добавлен 22.04.2015.
Расчет суммарного водопотребления и его дефицита. Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур. Проект закрытой сети при поливе лука репчатого машиной Днепр ДФ-120–04, расчет параметров основных элементов данной сети при дождевании.
курсовая работа [462,8 K], добавлен 17.12.2014.
Способы улучшения почвенно-гидрологических условий земель лесохозяйственного использования. Проектирование сельскохозяйственных прудов комплексного назначения. Разработка режима орошения лесного питомника. Техника поливов сельскохозяйственных культур.
курсовая работа [61,0 K], добавлен 26.09.2009.
Мелиорация — система агротехнических мероприятий, направленных на улучшение земель. Природно-климатическая характеристика Абзелиловского района Башкортостана. Характеристика дождевания; расчет режима орошения сельскохозяйственных культур в севообороте.
курсовая работа [56,5 K], добавлен 20.08.2012.
Характеристика природных условий Усть-Удинского района. Планирование потребных в хозяйстве мелиораций. Режим орошения сельскохозяйственных культур. Проектирование оросительной сети для полива дождеванием. Разработка систем защитных лесных насаждений.
курсовая работа [196,2 K], добавлен 16.06.2010.
Организация территории орошаемого лесопитомника. Режим орошения лесных и сельскохозяйственных культур. Основные элементы оросительной системы, их размещение и создание. Проектирование пруда на местном стоке, насыпной плотины и водосбросного сооружения.
курсовая работа [187,2 K], добавлен 07.08.2013.
Значение искусственной системы полива при орошении. Плюсы метода медленного полива (капельное орошение) и его применение в Узбекистане. Метод орошения по принципу натурального дождя (спринклерный полив), его экономическая эффективность и недостатки.
презентация [89,0 K], добавлен 01.02.2017.
Подвод воды на поля, испытывающие недостаток влаги, и увеличение ее запасов в корнеобитаемом слое почвы в целях увеличения плодородия. Снабжение корней растений влагой и питательными веществами. Искусственное орошение полей. Основные способы орошения.
Источник