1 Расчет оросительной нормы

Оросительная норма, количество воды, которое необходимо подать ис- кусственным путем на один га посевов определенной сельскохозяйственной культуры за расчетный период дополнительно к естественным запасам влаги с целю оптимизации водно-воздушного режима почвы в расчетном слое.

Суммарное водопотребление представляет общий расход воды на транс- пирацию и испарение почвой за вегетационный период в условиях опти- мальной влажности почвы. Его величину рекомендуется определить методом С.М. Алпатьева, названным биоклиматическим. Суммарное водопотребление определяется по зависимости:

_^{Evij E}_o^K_ ^K_{м , (1.1)}

где

^Е _{о - испаряемость, мм;}

^К_ - биологический коэффициент характеризующий роль растений в испарении влаги посевом;

^К _м - микроклиматический коэффициент.

Значения биологических коэффициентов получают по данным иссле- дования водопотребления сельскохозяйственных культур по отдельным пе- риодам при орошении с оптимальным увлажнением:

_{К   Еvij}

E

_ ^(1.2)

o

При отсутствии экспериментальных данных о величине биологи- ческого коэффициента в той или иной зоне орошения пользуются его значе- ниями, полученными для условий Украины в зависимости от суммы средне- суточных температур с поправкой на продолжительность светового дня в данной зоне.

Микроклиматический коэффициент

^К _М ^{, определяющий изменения}

микроклимата на сельскохозяйственном поле под влиянием орошения в ре- зультате снижения температуры воздуха и скорости ветра, повышения отно- сительной влажности воздуха в приземном слое атмосферы. Значения

К _М приводятся в приложении Е.

_{Для тепло- влагообеспеченности территории определяется по А.Н.}

_{Костякову коэффициент увлажнения за период с t > + 5 ?С по зависимости:}

(Р  W₁₀₀)

_

К

у

E

o

, (1.3)

где Р - атмосферные осадки за расчетный период, мм;

W₁₀₀ - активные влагозапасы в метровом слое почвы на начало расчетного периода (дата перехода среднесуточной температуры воздуха через + 5 С), мм;

^Е _о - испаряемость (потенциальная эвакотранспирация за тот же период), мм.

_{Для определения испаряемости используется зависимость:}

^E_o ^{ K}_t ^{ df ( )} _{, (1.4)}

где К_t – энергетический фактор испарения, мм/мб;

∑d – сумма дефицита влажности воздуха, мб;

f ( ) - ветровая функция, учитывающая влияние скорости ветра интенсивность испарения.

_{Входящие в эту зависимость факторы определяются:}

К  0 ,0061 ( 25  t o ) 2   1 , t a	(1.5)
d  a (10,01A) ,	(1.6)
f ()  0,64(1 0,19V2) ,	(1.7)

где t - среднесуточная температура воздуха, ?С;

^ _а - упругость насыщенного пара при этой температуре, мб; А - относительная влажность воздуха, %;

^V ₂ - скорость ветра на высоте 2 м от поверхности земли, м/с.

Значение энергетического фактора К_t (мм/мб) и ветровой функции

f ( ) приведены в таблице 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 Энергетический фактор К_t в зависимости от температуры воздуха

Температура воздуха t, ?С	0	4	8	12	16	20	24	28	32
Энергетический фактор Кt, мм/мб	0,61	0,63	0,61	0,59	0,56	0,52	0,48	0,45	0,41

_{Таблица 1.2 Ветровая функция}

_{f ( )}

Скорость ветра V 2 , м/с	0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0
Ветровая функция f ( )	0,64	0,76	0,88	1,0	1,12	1,24	1,36	1,48

Сумма расходов за все расчетные периоды (декады) дает суммарный расход за период вегетации.

Определение величины суммарного расхода воды производится сле- дующим образом:

1) Подекадно от посева (по многолетним травам и озимым культурам - с периода перехода среднесуточной температуры через 5⁰С весной) до конца периода влагопотребления устанавливаются по данным наблюдений бли- жайшей к проектируемому участку метеостанции (приложения А, Б, В);

d - среднесуточный дефицит влажности воздуха, мб; Р - сумма осадков, мм;

t - среднесуточная температура воздуха, °C.

2) Устанавливается сумма среднесуточных дефицитов влажности по декадам, мб.

 ^{d = n d , (1.8)}

3) Подекадно определяется количество используемых осадков (мм) при

75%-ной обеспеченности по формуле:

Р_о = µ Р К_р , (1.9)

где µ - коэффициент использования осадков. Принимается равным

для степной зоны 0,6; для лесостепной - 0,7;

К_р - модульный коэффициент для определения осадков заданной обеспеченности. Рассчитывается по формуле:

^K _p ^{ ФС} _v

 1,

(1.10)

где Ф – коэффициент Форстера, нормированные отклонения от среднего значения ординат биномиальной

кривой обеспеченности. Принимаются в зависимости от коэффициента асимметрии С_s и заданной обеспеченности. Зна- чения коэффициента вариации С_v и коэффициента асимметрии С_s по метеостанции РБ приведены в приложении Г.

дам.

4) Определяется сумма среднесуточных температур воздуха по дека-

∑t ^o = n t ^o (1.11)

_{5) Подекадно устанавливается сумма среднесуточных температур воз-}

духа с поправкой на приведение к 12 - часовой продолжительности дня. Для этого необходимо суммы среднесуточных температур за определенный пе- риод времени (декаду) умножить на соответствующий этому периоду попра- вочный коэффициент l. Значения поправочного коэффициента приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Значение коэффициента для приведения дня к 12-ти часовой продолжительности (для широты 52-56°)

Месяцы	Апрель			Май			Июнь
Декады	I	II	III	I	II	III	I	II	III
Показатель	1,11	1,17	1,21	1,28	1,35	1,37	1,43	1,44	1,44

Месяцы	Июль			Август			Сентябрь
Декады	I	II	III	I	II	III	I	II	III
Показатель	1,43	1,38	1,36	1,29	1,26	1,18	1,11	1,04	1,00

6) По каждой культуре, по которой ведется расчет, определяется сумма температур воздуха с поправкой на длину дня от всходов до конца периода водопотребления нарастающим итогом.

Расчетный период для различных культур приводится в приложении Д.

7) Подекадно, начиная с периода всходов для яровых культур и с пе- риода возобновления вегетации для многолетних трав и озимых культур, по рассчитываемой культуре определяются коэффициенты биологических кри-

вых ( К , мм/мб) в зависимости от суммы температур нарастающим итогом. Эти коэффициенты приводятся в таблице 1. 4.

Таблица 1. 4 Коэффициенты биологических кривых по С.М.Алпатьеву

Сумма температур от всходов	Сахарная свекла	Кукуру- за	Озимая пшеница	Яровая пшеница	Помидо- ры	Карто- фель	Люцерна
1	2	3	4	5	6	7	8
0-100	0.28	-	0.53	0.27	-	0.23	0.5
100-200	0.29	0.23	0.53	0.3	0.23	0.27	0.52
200-300	0.3	0.25	0.53	0.33	0.3	0.32	0.42
300-400	0.32	0.27	0.52	0.36	0.33	0.36	0.44
400-500	0.33	0.29	0.51	0.39	0.36	0.4	0.46
500-600	0.35	0.3	0.5	0.41	0.39	0.41	0.48
600-700	0.36	0.31	0.49	0.44	0.43	0.44	0.52

_{Продолжение таблицы 1.4}

1	2	3	4	5	6	7	8
700-800	0.37	0.34	0.47	0.46	0.46	0.46	0.54
800-900	0.38	0.36	0.45	0.47	0.5	0.47	0.52
900-1000	0.39	0.38	0.43	0.46	0.52	0.47	0.42
1000-1100	0.4	0.4	0.42	0.44	0.53	0.47	0.44
1100-1200	0.41	0.41	0.41	0.41	0.53	0.45	0.46
1200-1300	0.42	0.42	0.37	0.4	0.52	0.44	0.52
1300-1400	0.43	0.44	0.34	0.37	0.5	0.42	0.53
1400-1500	0.45	0.45	0.3	0.34	0.47	0.39	0.53
1500-1600	0.46	0.48	0.26	0.3	0.45	0.37	0.42
1600-1700	0.47	0.49	0.23	0.27	0.42	0.37	0.43
1700-1800	0.48	0.49	0.19	-	0.4	0.33	0.45
1800-1900	0.49	0.48	-	-	0.39	0.31	0.47
1900-2000	0.49	0.46	-	-	0.38	0.3	0.49
2000-2100	0.5	0.45	-	-	0.37	0.28	0.51
2100-2200 2200-2300	0.49 0.43	0.43 0.4	- -	- -	0.37 0.36	0.27 0.25	0.52 0.52
2300-2400	0.47	0.37	-	-	0.35	-	0.42
2400-2500	0.46	0.35	-	-	0.35	-	0.44
2500-2600	0.45	0.32	-	-	0.35	-	0.46
2600-2700	0.43	0.29	-	-	0.34	-	0.48
2700-2800	0.42	0.26	-	-	0.33	-	0.49
2800-2900	0.41	0.25	-	-	0.33	-	0.51

8) Определяется количество используемых грунтовых вод, если они находятся на глубине не более 3 м от поверхности почвы. Расчет ведется по формуле:

^W_g ^{= E}_м ^{g, мм, (1.12)}

где g - коэффициент капиллярного подпитывания (принимается

согласно приложения Ж в зависимости от глубины расположения грунтовой воды).

При засоленных грунтовых водах, эти коэффициенты следует умень- шить примерно в 1,5-2,0 раза.

Если же грунтовые воды находятся на глубине более 3,0 м, то грунто- вые воды в расчет не включаются.

9) Определяется дефицит водного баланса по декадам, начиная со вре- мени возобновления вегетации многолетних трав и озимых культур, а по яровым культурам - со времени посева.

Для первой декады (периода) ДВБ рассчитывается по формуле:

0

^{E  E}_M

 P

^W_n

^W_g

, мм

, (1.13)

_{где Wn- продуктивный запас влаги в расчетном слое почвы}

^W_n ^{ 10h } _нач ^{ } _мин ^{, мм}

, (1.14)

_{где h - расчетный слой почвы, м;}

_{ - объемная масса расчетного слоя почвы, г/м}³_;

 _нач - влажность расчетного слоя почвы в начале расчетного периода, % от массы абсолютно сухой почвы. Принимается равным для многолетних трав и озимых

культур, 0,9 от НВ для ранних яровых культур и 0,8 от НВ

для поздних культур;

 _нв - влажность расчетного слоя почвы при наименьшей влагоемкости, % от массы абсолютно сухой почвы;

^ _мин ^{- минимальная допустимая влажность, принимается равной 0,65}

от НВ для зерновых и 0,7 от НВ для овощных культур и картофеля.

Значение расчетного слоя почвы и допустимой минимальной предпо-

ливной влажности для отдельных культур приводятся в приложениях И и К.

_{Для последующих декад ДВБ равен:}

0

^{E  E}_M

 ^P

^{ W}_n

^{ W}_g

^, мм

0

, (1.15)

где

W_n - переходящий (неиспользованный) продуктивный запас влаги из предыдущего периода (декады).

0

^{В начале расчета сумма P}

^{ W}_n

^{ W}_g

^{и P}

^{ W}_n

^{ W}_g

^{могут быть больше}

значения Е_M , в результате чего Е имеет отрицательный знак. Это означает наличие в расчетном слое почвы переходящих запасов влаги и отсутствия дефицита.

0

^{С периода превышения величины Е}_м ^{над суммой P}

^{ W}_n

^{ W}_g

^начи-

_{нается дефицит в водном балансе.}

_{10) С декады, когда  Е}

_{приобретает положительное значение, до кон-}

ца периода водопотребления рассчитывается дефицит водного баланса на- растающим итогом. Полученная величина переводится в м³/га (1 мм = 10 м³/га) округляется до сотен преимущественно в большую сторону и является оросительной нормой.

Результаты расчетов сводятся в форме таблицы (приложение Л).