Орошение земель дождеванием с механическим водоподъемом в хозяйстве Сакмарского района Оренбургской области

Бузулукский гидромелиоративный техникум - филиал ФГБОУ ВПО

«Оренбургский государственный аграрный университет»

 

 

Курсовой  проект

по дисциплине « Сельскохозяйственная мелиорация»

Тема: «Орошение  земель дождеванием с механическим водоподъемом в хозяйстве Сакмарского района Оренбургской области»

Специальность: 280401 « Мелиорация, рекультивация  и охрана земель».

 

 

 

 

 

Студентка: Пивнева М.А. 41м/о

Преподаватель: Кириченко П.Н.

 

 

 

Бузулук 2012год.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общие  природно-климатические условия 

1.1. Современное  состояние и проектирование использования орошаемого участка

1.2. Климат

1.3. Рельеф

1.4. Почвенно-мелиоративные  условия

1.5. Характеристика  водоисточника

2. Режим  орошения сельскохозяйственных  культур

2.1. Режим  орошения ведущих культур

2.2. Режим  орошения культур севооборотного  участка

3. Техника  полива

3.1. Выбор  способа и техники полива

3.2. Расчет  техники полива дождеванием

4. Орошаемый  участок

4.1. Проектируемый  севооборот, схема расположения  полей

4.2. Оросительная  сеть

 

 

     

          4.3. Сооружения на сети 

4.4. Дорожная сеть

4.5. Лесополосы

4.6. Земельный фонд

5. Насосная  станция

5.1. Выбор  типа насосов и двигателей

5.2. Узел  сооружений насосной станции

Заключение

Литература

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ  ПОКАЗАТЕЛИ ПРОЕКТА

№ п/п	Показатели	Количество
1	Площадь орошения, га: брутто нетто	360га
2	Коэффициент земельного использования
3	Источник  орошения	Река
4	Способ  подачи воды	Механический
5	Способ  полива	Дождевание
6	Средневзвешенная  оросительная норма нетто, м3/га
7	Поливные  нормы (вегетационные), м3/га
8	Расчетные ординаты гидромодуля, л/с га максимальная минимальная
9	Марка дождевальных устройств, применяемых для полива участка	«Днепр» ДФ -120
10	Число дождевальных устройств: общее одновременно  работающих на поливе
11	Расчетный расход воды на участок, л/с: брутто нетто
12	Коэффициент полезного действия оросительной сети

 

 

продолжение паспорта

13	Закрытая  оросительная сеть: марка и  материал трубопроводов протяженность трубопроводов, м D = D =
14	Сооружения  на оросительной сети, шт: распределительные колодцы сбросные  колодцы  вантузные колодцы гидранты - водовыпуски	3 5 1 84
15	Тип насосной станции
16	Полный  напор насосной станции, м
17	Расход  воды насосной станции, м
18	Мощность  насосной станции, кВт
19	Марка насосов
20	Число насосов
21	Протяженность дорог, км
22	Лесные  полосы: протяженность, км площадь, га

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Мелиорация  – это система организационно-хозяйственных, технических, агротехнических и  других мероприятий, направленных на коренное улучшение земель.

В зоне недостаточного увлажнения для оптимизации  водно-воздушного режима почвы применяют  вид мелиораций – орошение.

Орошение  – это искусственное увлажнение почвы для получения высоких  и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Для подачи воды на поля строят оросительные системы. Орошение технических, зерновых, кормовых, овощных, плодовых и других культур имеет большое  народно-хозяйственное значение.

Орошение  влияет на микроклимат, физические, химические, биохимические и биологические  процессы, происходящие в почве. В  результате орошения изменяются влажность, температура, механический состав, пористость, структура, водопроницаемость, водоудерживающая способность, сила сцепления почвенных  частиц, содержание и распределение  по горизонтам в почве химических элементов и соединений, уровень  грунтовых вод и их минерализация. В условиях орошения удлиняется период вегетации растений, становится выше активность фотосинтеза.

Одна  из важнейших задач в орошаемом  земледелии – регулирование водного  режима почвы и растений, соблюдение сроков, норм и способов поливов, обеспечивающих нормальный рост и развитие сельскохозяйственных культур в течение вегетационного периода.

 

 

 

Орошение  повышает водосодержание почвы, улучшает мелиоративный режим почвы и  растений, микроклимат приземного слоя воздуха, в результате повышается урожайность  сельскохозяйственных культур в  сухостепной зоне в 4 раза больше.

Значение  орошения в Оренбургской области  заключаются в том, чтобы добиться коренного улучшения использования  орошаемых земель, повышение урожайности  полей. Для этого необходимо освоить  научно обоснованные севообороты, постоянно  заниматься улучшением структуры посевных площадей. Определенный резерв для  улучшения орошаемых земель области – сточные воды и подземный сток грунтовых вод.

Урожай  сельскохозяйственных культур на орошаемых  землях в 3-5 раз и более выше, чем  на неорошаемых. Наибольшие площади  орошаемых земель имеют районы: Бузулукский, Оренбургский, Илекский, Гайский, Новоорский и другие. Однако, несмотря на незначительный удельный вес, орошаемые земли области  обеспечивают производство 48% картофеля, 90% овощной продукции, 10% кормов.

Надо  усилить внимание к вопросам рационального  использования воды, удобрений и  поливной техники, совершенствовать организацию  и оплату труда. Следует организовать внедрение передового опыта и  добиться, чтобы продуктивность мелиорированной  земли повсеместно достигло того уровня, который  соответствует потенциальному плодородию.

Все это  поможет в более сжатые сроки  добиться нужных результатов.

 

 

 

 

 

1.ОБЩИЕ  ПРИГОДНО - КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

1.1. Современное состояние и проектирование использования орошаемого участка

Орошаемый участок находится в сельскохозяйственном Акционерном обществе «Плуг» на расстоянии 15 километров от районного центра Асекеево.

Ближайшая  железнодорожная станция Асекеева расположена на расстоянии 20 километров в западном направлении.

Район орошаемого участка обеспечен электроэнергией. Населенные пункты, расположенные  вблизи орошаемого участка имеют  телефонную связь с районным центром  Асекеево и другими населенными  пунктами.

Основное  направление имеют зерново-животноводческое. Значительная часть пашни приходится на зерновые культуры.

Важное  место в экономике хозяйства  занимает производство технических  культур (картофель, кукуруза).

В животноводстве наибольшее развитие получило молочно  – мясное скотоводство и свиноводство. Но высокая плотность скота, колебания урожайности в зависимости от климатических условий года, а следовательно  и нерегулярное поступление кормов приводят к недокорму животных и недоубору продукции животноводства.

Орошение  стабилизирует сельскохозяйственное производство.

Назначение  орошаемого участка – создание кормовой базы животноводства.

 

 

 

1.2. Климат.

Асекеевский район характеризуется резко  выраженной континентальностью, жарким летом и малоснежной, холодной зимой.

Климатические показатели района по метеостанции Асекеево.

Самая высокая  температура  -20°С, а самая низкая -15,4 °С. Среднегодовая температура - 25°С, абсолютная  минимальная температура -45°С.

Средняя максимальная температура жаркого  климата этого района  составляет -26,8°С, а средняя температура холодного климата -20°С.

Средняя  месячная относительная влажность  воздуха холодного месяца составляет -13,4%, наиболее жаркого месяца – 45%.

Среднее количество осадков в год выпадает примерно 518 мм.

Преобладающий в июле месяце является северо-западный ветер, со скоростью 20 м/с.

Нередко осадки наносят ливневый характер. Снежный покров незначителен и залегает неравномерно вследствие сдувания снега  ветром с возвышенных мест рельефа  в понижение.

Анализ  природно-климатических и хозяйственных  условий показывает, что данный район  относится к зоне неустойчивого  увлажнения.

1.3. Рельеф.

По строению поверхности  Оренбургская область  делится на три части: западная, центральная, восточная.

Асекеевский район  находится в  северо-западной  части Оренбурга.

 

Характерная особенность рельефа, резко выраженная неравносклонность долин   и  водоразделов. Южнее склоны водоразделов и прилегающие к ним склоны речных долин оказываются высокими и крупными, а северные склоны –  пологими и длинными.

В формировании современного рельефа немалую роль играет хозяйственная деятельность человека.

Образованные  в  результате этой деятельности формы  рельефа называющие антропогенные.

           1.4 Почвенно-мелиоративные условия.

           Почвы представлены  обыкновенными  черноземами, незасоленными, коэффициент  впитывания воды в час K=057 м/ч. Грунтовые неминерализованные воды залегают  на глубине более 10 м и обладают хорошим естественным остатком.

          Черноземы  обладают высокой  водопроницаемостью до 134 мм. За 12 часов  наблюдений и пониженной фильтрационной  способностью – 1^м/_сут.

          Основными почвообразовательными  породами на которых сформировываются  черноземы, являются суглинки  и лесс.

          Структура гумусового   горизонта  зернистая или комковатая. В некоторых  почвах его мощность 1,5 м. Иллювиальный  горизонт содержит карбонаты.  Характерный признак черноземов  – большое количество кротовых  видных по профилю и свидетельствующих  об их степном происхождении.

           Черноземы отличаются высокой  поглотительной способностью. Они   насыщены основаниями (кальцием  и магнием), поэтому реакция их  обычно нейтральная или слабокислая  (PH6-7).Гумуса  содержится от 4 до 18%.

           Для профиля черноземных почв  характерен темноокрашенный гумусовый  слой. Многие почвы слабо обеспечены  влагой, особенно летом. Поэтому  растения на них периодически  страдают  от засухи. Питательные  вещества в черноземах больше, чем в других почвах. В годы  с благоприятным количеством  осадков здесь можно получать  высокие урожаи без применения  удобрений. Как  показали опыты  черноземы хорошо отзываются  на внесение фосфорных и азотных  удобрений, эффективны в орошении, полезащитные насаждения.

          1.5. Характеристика водоисточника.

           Источником орошения является  река, отметка минимального уровня  воды  - 95% обеспеченности составляет 48,4 м.

           Требования предъявляемые к качеству  оросительной воды:  при поливе  она должна улучшать механический, химический, биологический, температурный  режимы почвы, по возможности  не заилять оросительные  каналы, быть годной для  полива  существующей техникой.

           Качество оросительной воды зависит  от ее температуры, качества  и крупности взвешенных частиц  минерализации.

           При низких температурах  почвы  и воздуха поливная вода должна  обогревать их и поэтому ее  температура должна быть 25-40, °С. Минерализацию воды  определяют в основном плотный остаток. Сумма растворимых солей, а также его химический состав.

           По химическим и физическим  свойствам  вода вполне пригодна  для орошения. 
           Отметка минерального уровня воды 95%-ый обеспеченности.

           Питание реки смешанное, в основном  снеговое.

           Другими источниками являются  атмосферные осадки и подземные  воды.   Продолжительность ледостава  140-150 дней. 

          2. РЕЖИМ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

Режимом орошения называется число, сроки и нормы поливов. При проектировании режима орошения определяют суммарное водопотребление (испарение), оросительные и поливные нормы, сроки и число поливов каждой культуры севооборота, составляют график гидромодуля и согласовывают режим орошения с режимом водоисточника.

Запроектированный режим орошения должен обеспечивать в почве оптимальный водный, воздушный и связанный с ним питательный и тепловой режимы, не допускать подъема уровня грунтовых вод и засоление почвы.

2.1. Режим  орошения ведущей культуры.

Режим орошения рассчитывается для ведущих культур. Ведущая культура это сельскохозяйственная культура, занимающая наибольшую площадь  в севообороте или дающая наилучший  экономический эффект.

При разработке поливного режима за расчётный принимают  год 95% - ной обеспеченности осадков за вегетационный период.

Кукуруза — теплолюбивое растение, семена прорастают при прогревании  почвы в слое 0–10 см до +10°С. Рост вегетативной массы происходит при  среднесуточной температуре воздуха выше+10°С.

У кукурузы различают следующие  наиболее значимые фазы формирования растения: всходы, пятый лист, седьмой—восьмой  листья (период интенсивного роста), выметывание  метелки, цветение метелки и початка, полная спелость.

 

 

 

Всходы появляются на 7–15 день после посева, в зависимости от температурного режима и влажности почвы.

По достижении стадии 5–6 листьев, обычно рост надземной части кукурузы приостанавливается. Это связывают с интенсивным развитием корневой системы.

Корневая система у кукурузы мочковатая, состоит из нескольких ярусов. Зерно прорастает одним зародышевым  корешком, от которого ответвляются боковые  зародышевые корни, составляющие первый ярус корневой системы. Из первого узла подземной части стебля образуются первичные корни. Из других подземных узлов стебля образуются узловые корни из надземных узлов, находящихся у поверхности почвы, образуются опорные корни, которые, углубляясь в почву, обеспечивают устойчивость растений. При окучивании растений воздушные корни образуют дополнительную мочковатую систему, принимающую участие в питании.

Расчёт режима орошения выполняем  биоклиматическим методом С. М. Алпатьева. Этот метод позволяет с помощью графоаналитических расчётов определить число и сроки полива сельскохозяйственных культур.

  Принимаю ведущую культуру  в севообороте кукуруза.

Таблица 2.1

 

Фазы развития кукуруза

Агроклима-тический район	Посев	Всходы	5-й лист	11-й лист	Выметы-вание	Цветение	Молочная спелость
II	13v	25v	2vI	4vII	19vII	28vII	15vIII

Определяю климатические показатели района орошения

Таблица 2.2

Климатические характеристики участка орошения

№	показатели	обозначение	май		июнь			июль			август
			2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
1	Осадки, мм	P	13.6	13.5	11.0	14.2	15.5	11.7	13.0	9.8	9.2	12.3	10.9
2	Среднесуточная температура воздуха,*С	t	13.4	15.4	17.2	18.5	19.3	20.0	20.4	20.5	19.8	18.8	17.2
3	Сумма среднесуточных температур воздуха  за декаду,*С	Σt	134	154	172	185	212.3	204	205	225.5	198	198	189.2
4	Среднесуточный дефицит влажности  воздуха, мб	d	7.6	3.3	9.1	10.3	10.4	11.9	12.2	11.7	10.8	9.9	8.5
5	Сумма среднесуточных дефицитов влажности  воздуха за декаду, мб	Σd	76	33	91	103	114.4	119	122	128.7	108	99	93.5

 

 

Таблица 2.3

Характеристики  почвы и естественной влагообеспеченности  кукурузы

№	показатели	обозначение	май		июнь			июль			август
			2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
1	Активный слой почвы	H(м)	0.2	0.2	0.3	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
2	Объемный вес почвы	γ	1.62	1,599	1.578	1,557	1,536	1,515	1,494	1,473	1,452	1,431	1.41
3	Минимальная допустимая влажность почвы	w2	13.6	14,28	14,96	15,64	16,32	17	17,68	18,36 9,	19,04	19,72	19.8
4	Максимальная влажность воздуха	Wmax	75	75	76	76	77	77	78	78	79	79	79

 

Таблица 2.4

Расчет дефицита водного баланса биоклиматическим методом Алпатьева.

№	Показатели	обозначения	май		июнь			июль			август
			2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
1	Осадки за декаду, мм	P	13.6	13.5	11.0	14.2	15.5	11.7	13.0	9.8	9.2	12.3	10.9
2	Дефицит влажности воздуха среднесуточный, гПа	Σd	76	33	91	103	114.4	119	122	128.7	108	99	93.5
3	сумма среднесуточных температур воздуха  за декаду,*С	Σt	134	154	172	185	212.3	204	205	225.5	198	198	189.2
4	Поправка на длину светового дня	T	1.28	1,30	1,32	1,34	1,33	1,30	1,30	1,26	1,21	1,17	1,12
5	сумма температур воздуха за декаду с поправкой,*С		171,5	200,2	227,1	247,9	282,4	210,1	266,5	284,1	239,6	231,6	211,9
6	Фазы развития		посев	всходы	5-й лист			11-й лист	выметание	цветение		Молочная спелость
7	Сумма температур воздуха с поправкой  от всходов нарастающим итогом,*С	ΣΣtl	85	285	512	759	1041	1251	1517	1801	2040	2271	2842
8	Биоклиматический коэффициент	K	0.23	0.25	0.30	0.34	0.40	0.42	0.48	0.48	0.45	0.40	0.25
9	суммарное испарение за декаду	E=kΣd	17.48	8.25	27.3	35.02	45.76	49.98	58.56	61.77	48.6	39.6	23.37
10	Поправка на влагообмен с нижележащими слоями	γ	1.0	1.0	1.0	0.95	0,95	0,95	0,90	0,90	0,90	0,85	0,85
11	Расход влаги из слоя 0 ….100 см за декаду (дефицит водного баланса), мм	W=E γ-P	3,88	0.61	2,48	2,34	7,66	35,78	39,70	45,79	34,54	21,36	8,96
12	Дефицит водного баланса нарастающим  итогом, мм	ΣΔW	3,88	4,49	6,97	9,31	16,97	52,75	92,45	138,24	172,78	194,14	203,1
13	Дефицит водного баланса нарастающим  итогом с климатической поправкой (0,85), мм	ΣΔW∙0.85	3,29	3,81	5,92 7,91	7,91	14,42	44,83	78,58	117,50	146,86	165,01	172,63
14	Запас влаги в почве на начало декады	Wn	107,1	103,2	102,59	100,11	97,77	90,11	104,3	111,63	118,84	84,3	112,94
								(54,33)	(64,63)	(68,84)		(62,94)
15	Запас влаги в почве на конец  декады	Wk	103,2	102,59	100,11	97,77	90,11	104,3	111,63	118,84	84,3	112,94	103,98
16	Поливная норма	m						50	50	50		50
17	Дата последнего дня полива							2VII	16VII	27VII		11VIII

 

Среднюю дату первого полива назначают учитывая фазы развития культуры. Наиболее ответственной  в отношении водообеспеченности для кукурузы является фаза всходы. Начинаем дату первого полива

Величина  поливной нормы составляет:

m=100*H* γ(w₂-w₁)=100*0,5*1,55*6,2=480,5м/га,

где H-  расчетный слой почвы; γ- объемная масса;w₂-влажность почвы после полива,w₁-влажность почвы перед поливом.

W₁=w₂=wmin/100=77*15.66/100=12.05%

принимаем поливную норму равной 500м³/га

           Определяем запас влаги в почве при K_max ⁼100× H×£× γ_max

W_max = 100×0,5×1,543×19,8 = 1527 м³/га = 152,7 мм

           Влажность при этом составит:

γ₀ = 0,7× γ_max = 0,7×19,8 = 13,8%,

тогда при  этом _min запас влаги  буде равен:

W_min = 100× H×£× γ_min

W_min = 100×0,5×1,543×13,8 = 1065 м³ = 106,5 мм

На начало вегетации запас влаги в почве  будет составлять:

W_n = W_max×0,9 = 152, 7 ×0,9 = 137,49 мм_.

Поливной  период:

T=(90.11-83.3):(35,78 :10)=1,90=2полива

 

T=(104.3-83.3):(39,70:10)=5,28=6поливов

T=(111.63-83.3):(45,79:11)=6,8=7поливов

T=(84,3-83,3) :(21,36:10)=0,46=1полив

Вывод: Вывод : Более реальный оказался аналитический способ, то есть количество полива соответствует биологической особенности  орошаемой культуры поливной норме 500 м³/га и оросительной норме 1200 м^3/га.

2.2. Режим  орошения культур севооборотного  участка.

 Площадь  360 га 

Состав культур  севооборота.

Номер по порядку	Наименование культур	площадь
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Капуста белокочанная. Морковь. Свекла столовая. Томат. Огурец. Кукуруза. Лук	51 51 51 51 51 51 51

 

Белокочанная  капуста — универсальная овощная культура. Ее используют в свежем, маринованном и сушеном виде. Из нее готовят различные овощные консервы. Квашеная капуста — ценный питательный продукт, сохраняющий весь набор витаминов в лучшем для усвоения виде.

Капуста содержит витамины С (в среднем 35—50 мг на 100 г), а также группы В, РР (6,0 мг/кг) и  К (30 мг/кг).

По калорийности капуста уступает многим овощным  культурам, таким, как фасоль, бобы и  др. Она включает в среднем 8,0% сухого вещества, в состав которого входят 4,4% Сахаров, 2,1 — сырого белка, 0,9 —  клетчатки, 0,7% золы. В золе капусты  содержатся минеральные соли калия, фосфора, кальция, железа и марганца.

Морковь —  культура умеренно теплого и умеренно влажного климата. Семена ее начинают прорастать при температуре 4—6°, но лучше всего — при 18—20°. Всходы переносят кратковременные заморозки  в 3—4°. Оптимальная температура  для роста корнеплодов моркови 16—20°. Более высокие температуры  морковь переносит хуже, снижая продуктивность. В нашей республике она лучше  удается в северных областях и  в горных районах. Морковь вообще считается одной из высокогорных овощных культур. Тем не менее  и на юге при правильной агротехнике  и подборе сортов можно получать высокие урожаи корнеплодов.

Длительное  воздействие пониженной температуры (0…+10 °С) ускоряет переход к генеративному  состоянию. Так, при холодном дождливом  лете у раннеспелых сортов свеклы до 20-30% растений может образовать цветуху в первый год.

Огурец — одна из наиболее теплолюбивых культур. Семена начинают прорастать лишь при температуре  почвы 15-18 °С (закаленные наклюнувшиеся могут прорасти при 10-13 °С). При более низкой температуре оболочка семени и ее содержимое набухают и загнивают, что часто отмечается при раннем посеве. Для прорастания семян оптимальная температура должна поддерживаться ежедневно не менее 5-6 ч. Чем выше температура, тем быстрее и дружнее появляются всходы.

При посеве в прогретую  до 20 °С почву всходы появляются через 5 дней, при 18 °С - через 10.При температуре  ниже 13-15 °С развитие растений прекращается, ослабляется поглощение корнями  питательных элементов и воды и создаются благоприятные условия  для распространения корневых гнилей, мучнистой росы и других заболеваний, наблюдается опадение женских цветков. Длительное снижение температуры до 8-10 °С или воздействие температур 3-4 С в течение 3-4 дней может привести растения к гибели. При температуре 6 °С листья желтеют. Всходы и взрослые растения заморозков не переносят. Растения огурца легче переносят послевсходовое понижение температуры.    

 Томат — однолетнее растение  семейства Пасленовые. В год посева  формирует плоды и семена. Корневая  система сильно разветвлена, за  счет формирования боковых придаточных  корней 1-го, 2-го и 3-го порядков, покрытых многочисленными корневыми  волосками. Основная масса корней  располагается в почве на глубине  30—50 см. Стебель томата прямостоячий (штамбовые сорта) или полегающий (обыкновенные сорта). В зависимости  от характера ветвления главного  побега растений различают два типа куста: детерминантный и индетерминантный. 
   
     Детерминантный тип куста обычно бывает у ранне- и среднеспелых сортов томата. У растений с кустом такого типа после образования 3—4 листьев на главном побеге закладывается соцветие — 1-я кисть. Вторая кисть образуется через 2—3 листа (в зависимости от сорта). Последующие соцветия могут закладываться через 1 лист, а последние 2—3 кисти формируются подряд и заканчивается рост главного стебля.