Көлтабанды суарудың ерекшеліктері

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ

ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ӘОЖ 631. 67:633. 2(574. 31) Қолтаңба құқығында

«Гидротехника, мелиорация және бизнес» факультеті

БӘКІРОВА ӘЙГЕРІМ ШАКИМҰРАТҚЫЗЫ

Қарағанды облысында жайылымдық көлтабанмен суарудың құрылымдық элементтерін жетілдіру

6М080500 - Су ресурстары және суды пайдалану

мамандығы бойынша

Ауылшаруашылығы ғылымдарының магистрі академиялық дәрежесін алуға ұсынылған диссертация

Ғылыми жетекшісі т. ғ. к., доцент Базарбаев Алмас Тулекович

Рецензент т. ғ. д., профессор Қасымбеков Жүзбай Қожабаевич

Алматы 2016

МАЗМҰНЫ

НОРМАТИВТІ СІЛТЕМЕЛЕР

Бұл диссертациялық жұмыста келесі стандарттарға сәйкес сілтемелер көрсетілген.

1 ҚНжЕ 2. 06. 03-85 Құрылыс нормалары. Мелиоративті жүйе және құрылымдар

2 ҚНжЕ 3. 04. 01-2001 Құрылыс нормалары. Мелиортавті канал үшін жерді жер телімі нормасы.

3 ҚНжЕ ҚР 3. 04. 01-2008 Құрылыс нормалары. Гидротехникалық құрылымар. Жобалаудың негізгі ережелері.

4 Қазақстан Республикасының Су кодексі, 9 шілде 2003 жыл №481-II (17. 01. 2014ж құрамы бойынша өзгертулер мен қосымшалар енгізілген) .

АНЫҚТАМАЛАР

Бұл диссертацияда келесідей терминдер қолданылады. Өзіне сәйкес анықтамалары берілген.

Көлтабандап суару - бұл қыста жиналған атмосфералық жауын-шашыннан жиналған еріген сумен ерте көктемде болатын бір реттік суару.

Су бастыру - суарудың ең ежелгі түріне жатады, аз уақытқа судың астында бола алатын дақылдарға қолданылады. Мұндай суару түрі жерді құнарландыру үшін және топырақ бойындағы тұздан құтылу үшін жасалады.

Суару - су жеткіліксіз жерге су беру, топырақтың өнімділігін арттыру үшін және топырақтың тамырлы қабатына су жеткізу мақсатында берілетін су.

Суару нормасы - вегетациялық кезеңде ауылшаруашылық дақылға керекті мөлшерде берілетін су мөлшері

Жер асты суы - жер бетінің астында орналасқан гравитациялық су. Жердің сулы қабатында орналасқан. Әдетте оның үсті су өтпейтін жердің қабаты орналасады.

Транзитті ағын - бұл көлтабандар орналасқан аудандардың жанындағы ірі және орташа өзендердің ағыны.

Жергілікті ағын - берілген аймақта пайда болған ағын.

Сүрлемдік дақыл - мал азығы үшін егілетін ауылшаруашылық дақылдар, олардың біржылдық және көпжылдық түрлері бар.

Құбылыс - үзіліссіз бір нәрсенің дамуы қалпындағы әрекеттердің кезегімен алмасуы.

Модельдеу - қандайда бір нысанның моделін зерттеу яғни схемалар немесе физикалық құрылым, шартты белгілерді теориялық және тәжірибелік зерттеулермен қолдану.

Модель - жасанды схема, формула, физикалық құрылым, сызба түріндегі нысан.

Топырақтың су режимі - топырақ бойындағы ылғалдың ауысуы, жылжуы, тұрақталуы, шығындалуы болатын құбылыстардың жиынтығы.

Топырақтың тұздылық режим і - топырақ бойындағы тұздың көпжылдық және жылдық суару арасындағы сапасының өзгуі.

Бір реттік норма - су бастыру кезінде бір ретте гектар алаңға берілетін су мөлшері.

БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР

ҚазСШҒЗИ - Қазақ Су Шаруашылық ғылыми-зерттеу институты.

СРК - су ресурстары комитеті.

МСХ РК - министерство сельского хозяйства Республики Казахстан.

Н -топырақтың белсенді қабатының тереңдігі, м.

А - топырақтың кеуектілігі, %.

β - топырақтің кеуектілі үлесінен топыраққа қажетті ылғал.

β1 - суаруға дейінгі топырақтың ылғалдылығы.

К - көлтабанның біріңғай еместігін анықтайтын коэффициент.

g - жер асты суының аэрация аймағына сіңу коэффициенті.

Т - су бастыру ұзақтығы, сағат.

М - көлтабандап суарудың нормасы, су қабаты ретінде м ³ /га немесе мм.

Корт - тоңған топыраққа су сіңу жылдамдығы Т, м/сағ.

V - булану жылдамдығы, м/сағ.

Q - сүзілген судың мөлшері, м ³ /га.

S - монолит қимасының ауданы, м ² .

t - жуылған судың булануы уақыты, тәулік.

S ⁱ жуу - жуылған тұздар көлемі, т/га.

0, 001 - аударма коэффициенті, г/л, т/м ³ .

Q - сүзілген судың мөлшері, м ³ /га.

С - сүзілген судың минералдануы, г/л.

m - бағалау жүргізген белгілер саны.

k - бірінші кезектергі белгі номерлері

n - екінші кезектегі белгі номерлері

П - өнім символы.

Э _ф - 1га жерден алынатын пайда.

С _к - ауылшаруашылық өнімнің құны, тенге/га

∑С _з - ауылшаруашылығы дақылын өсіруде және көлтабан құрылымын жетілдіруде кетеін шығын суммасы, тенге/га.

РЕФЕРАТ

Ключевые слова: лиманное орошение, транзитный сток, местный сток, процесс, модель, водный режим, солевой режим почвы, норма затопления, разовая норма.

Объем и структура диссертации: диссертация написана на тему «Совершенствование конструктивных элементов пойменных лиманов Карагандинской области».

Диссертация состоит из содержания, введения, 4-х разделов, заключения, списка использованной литературы. Работа изложена на 70 страницах, имеет 28 таблиц, 12 рисунков и список использованной литературы из 85 источников.

Сведения о публикациях: по материалам исследований опубликована статья, Саркынов Е. С., Бакирова А. Ш. тема статьи: «Влияние лиманного орошения на мелиоративное состояние почв» опубликована в сборнике материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ XXI ВЕКА: ВКЛАД МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИЕ АГРАРНОЙ НАУКИ» I том, Алматы, 4-5 декабрь 2015г.

Объект исследования: Усовершенствование конструкции и технологии затопления пойменных лиманов основаны на комплексном изучении водно-солевого режима лиманных участков Центрального Казахстана, а также в лабораторных условиях на лизиметрических установках.

Цель работы: усовершенствование существующих конструкции и технологии затопления пойменных лиманов Центрального Казахстана, обеспечивающих снижение затрат воды на единицу урожая сельскохозяйственных культур на 20-25% и усиление процессов рассоления почв.

В соответствии с намеченной целью в диссертации поставлены следующие задачи:

- определить влияние режима затопления лиманов на скорость впитывания и фильтрации воды в почвогрунтах;

- исследовать закономерности формирования водного режима лиманов Центрального Казахстана;

- установить экологически безопасные параметры режима затопления и конструкции лиманов.

Научная новизна: для лиманов Центрального Казахстана:

- установлены экологически безопасные конструкции и эффективная технология затопления поименных мелководных лиманов, обеспечивающих снижение затрат воды на единицу урожая сельскохозяйственных культур;

- определены параметры влаго и солепереноса при изменении режима затопления лиманов;

- установлены объемы инфильтрационных потерь воды в зоне аэрации при изменении режима затопления лиманов;

- водный и солевой баланс лиманных участков Центрального Казахстана.

Практическая ценность работы заключается в предложенной усовершенствованной конструкции и технологии затопления поименных лиманов в системе орошения Центрального Казахстана, обеспечивающих эффективное использование мелководных пойменных лиманов за счет снижения норм затопления в 5-7, 5 раза, продолжительности затопления в 2 раза, повышение урожайности зелёной массы кукурузы в 1, 6-2, 5 раза, зерновых в 2, 1-2, 2 раза. Экономическая эффективность увеличивается на 44550 тенге/га по сравнению с существующей конструкции и технологии лиманного орошения.

ABSTRACT

Main keywords : estuary irrigation, transit flow, local flow, process, model, water regime, saline soil conditions, flooding the norm, a single rate.

The volume of the thesis: Thesis written on the topic"Improving the structural elements of floodplain lagoons Karaganda region". The thesis consists of content, introduction, 4 sections, conclusion, list of references. The work is described on pages 70, It has 28 tables, 12 drawings and a list of references 85.

Information on publications: based on study published article, Саркынов Е. С., Бакирова А. Ш. Article topic: «Влияние лиманного орошения на мелиоративное состояние почв» опубликована в сборнике материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ XXI ВЕКА: ВКЛАД МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИЕ АГРАРНОЙ НАУКИ» I том, Алматы, 4-5 декабрь 2015г.

Object study: the situation in the estuary areas of central Kazakhstan has set a soil-reclamation science, a number of new challenges and first foremost the development and improvement of the existing structures of estuaries, flooding technology optimization parameters and regulation of water-salt regime estuaries of Central Kazakhstan. Therefore, carrying out in this field of research is relevant.

Objective of the work: improvement of the existing design and technology of floodplain flooding estuaries of Central Kazakhstan, ensuring reduction of water consumption per unit of crop yield by 20-25% and increased soil desalinization processes.

In accordance with the intended purpose of the dissertation in the following tasks:

- Determine the impact of flooding estuaries mode on the rate of absorption and filtration of water in soils;

- Explore the regularities of the water regime of the estuaries of Central Kazakhstan;

Scientific novelty : for estuaries of Central Kazakhstan:

- Installed environmentally friendly design and efficient flooding technology roll call shallow estuaries that provide reduction of water consumption per unit of crop;

- The parameters of moisture and salt transfer when changing mode of flooding estuaries;

- Set the volume of infiltration of water losses in the aeration zone changing flooding regime estuaries;

- Water and salt balance estuary areas of Central Kazakhstan.

The practical value of the work is to provide an improved design and technology roll call of flooding estuaries in Central Kazakhstan irrigation system, ensuring efficient use of shallow floodplain estuaries by reducing flooding standards 5-7. 5 times the length of the flood in 2 times, increasing the green mass of corn yields in 1, 6-2, 5 times, grain 2. 1-2. 2 times . Economic efficiency is increased by 44 550 tenge / ha compared to existing designs and technologies estuary irrigation.

КІРІСПЕ

Зерттеу өзектілігі. Қазақстан жағдайында сенімді мал азығы базасын жасауда тәсілдерінің бірі көлтабандар суару болып табылады. Ол 900 мың га. жерді алып жатыр, бұл инженерлік жүйенің 73%. Алайда олардың орташа өнімділігі өте төмен, 8-11 ц/га аспайды. Мұнымен бірге, көлтабан өнімділігін 2-3 есе жақсартуға және құрылымдық элементтерін жетілдіру арқылы ауылшаруашылық өнімдердің дақылдарына су шығынын 1, 5-2 есе азайтуға болады.

Көлтабандап суару Қазақстанның қуаң дала және шөлейтті аймақтарында қолданысқа ие. Сүрлемдік жүгеріні өсіруде көлтабандар суаруды қарқынды пайдаланса, тіпті құрғақ жылдары шөп өнімі 300-400 ц/га және тары 15-20 ц/га, арпа 16-18 ц/га дейін жетеді деп болжауда.

Солтүстік және Орталық Қазақстан жағдайында, жер тілімдеріндегі өнімнің төмендеуі көлтабанның құрылымдары жетілмегендіктен және су бастыру кемшіліктерінен басқа негізгі факторы тұздану процесінің дамуы мен топырақтың жоғары сілтілілігі болып табылады.

Орталық Қазақстанда көлтабанды алаптарда орын алған жағдай топырақтану-мелиорация ғылымына бірқатар жаңа шешімін табуға тиіс міндеттер қояды. Бірінші орында - көлтабанның қолданыстағы құрылымдары жетілдіру, екінші орында су бастыру технологиясының параметрлерін оңтайландыру, үшінші орында Орталық Қазақстандағы көлтабанды алабтарда су-тұз режимін реттеу. Сондықтан, осы бағытта жасалған ғылыми-зерттеу жұмыстары өзекті болып табылады.

Жұмыстың мақсаты. Ауылшаруашылығы өнімін өндіруде су шығындарын 20-25%-ға төмендету, Орталық Қазақстанда көлтабанның қолданысқа ие құрылымдарын және су бастыру технологияларын жетілдіру.

Осы мақсатқа байланысты диссертацияға келесідей міндеттер қойылды:

• топыраққа судың сіңу және сүзілу жылдамдығының көлтабанда су бастыру режиміне әсерін анықтау ;
• Орталық Қазақстан көлтабандарында су режимінің қалыптасу заңдылықтарын зерттеу;
• көлтабан құрылымын жетілдіру және су бастыру режимінің экологиялық қауіпсіз параметрлерін анықтау.

Ғылыми жаңалық. Орталық Қазақстан көлтабандары үшін:

• экологиялық қауіпсіз құрылым және көлтабанда су бастырудың тиімді технологиясы анықталды;
• көлтабанда су бастырудың ұтымды режимдері анақталды;
• көлтабанда су бастыру режимінің өзгергенінде аэрация аймағында инфильтрациялық шығын көлемі анықталды;
• таяз көлтабандардан энергия ағынын сейілтіп таратудың жұмыс режимі зерттелді.

Негізгі қорғалатын жағдайлар:

• көлтабанда су бастыру түрлі режимдерде судың сіңу және сүзілу процесстері;
• таяз көлтабандардан энергия ағынын сейілтіп таратудың құрылымы конструкциясы;
• көлтабанда су бастырудың тиімді технологиясы мен экологиялық қауіпсіз құрылымы.

Жұмыстың тәжірибелік құндылығы.

Бұл Орталық Қазақстанда ұсынылған көлтабанда су бастыру технологиясы және жетілдірілген құрылым болып табылады. Яғни, су бастыру нормалары 5-7, 5 есе азайту арқылы таяз көлтабанды тиімді пайдалануды қамтамасыз етеді. Және де жүгері өнімінің жасыл массасы 1, 6-2, 5 есеге жоғарылайды. Қолданыстағы құрылым және технологияны салыстырғанда экономикалық тиімділік 44550 тг/га көбейеді.

1 ҚАРАҒАНДЫ ОБЛЫСЫНЫҢ ТАБИҒИ-ЭКОНОМИКАЛЫҚ ЖАҒДАЙЫ

Қарағанды облысының аумағы байтақ тулы-қорғанды және күрделі геологиялық құрылымды аймақ болып табылыды. Бұл жерде ауылшаруашылық өнімдер мөлшері климаттық факторларға негізделген. Сондықтан, вегетациялық кезеңінде ылғал тапшылығы мерзімінде жүйелі немесе көлтабандап суаруды талап етеді.

1. 1 Жер бедері және климаты

Салыстырмалы түрде Орталық Қазақстанда ауылшаруашылық алқаптары аз болу себебі, бөлшектенген таулы-төбелі жер бедеріне байланысты. Мұнымен қатар таулы-төбелі жер бедері ылғалды қайта тарату арқылы топырақтың су режимін жақсартуға әсерін тигізеді. Бұл ылғалдың жоғары жақтан төмен аудандарға құятынына байланысты және топырақтың жақсы ылғалдануына ықпал етеді.

А. Зайцеваның [7] пікірінше, төбелер үлкен су жинағыш аудандарды қамтиды, бұл төбелер Қарағанды облысында жыл сайын суды жинақтайды және облыс сыртына әкетіледі. Сол себептен көлтабан суларын қолдану топырақ ылғалдылығын көбейтеді және сәйкесінше ауылшаруашылық дақылдарының өнімін арттырады.

Орталық Қазақстан күрт континенталды климатты, суық және құрғақ дала аймағы болып табылады. Үлкен тәуліктік және жылдық ауа температурасының амплитудасы ауытқуы және ұзақ уақыт бойы климаты тұрақсыз көрсеткіштерімен сипатталады [3, 8, 9, 10] . Көпжылдық деректер бойынша ең жоғары ауа температурасы шілде айында +20, 6°С, ал төменгісі ақпан айында -14, 8°С (кесте 1) байқалады. Бұл зерттеу жүргізілген аймақтың теңіздерден алшақтығына және Орта Азия шөліне жақындығына байланысты.

Қарағанды облысының орташа жылдық ауа температурасы +2°С-қа тең. Ауа температурасының жылдам ауытқулары маусымдық пен қатар тәулік ішінде де байқалады. Жоғары және төмен ауа температурасының жылдық ауытқу амплитудасы 65°С жетеді. Қараша айының бірінше жартысында тұрақты қар жамылғысы орын алады және бұл қар жамылғысы сәуір айының басына дейін сақталады [11, 12] .

Кесте 1 - Зерттелетін аймақтың орташа айлық және жылдық ерекшеліктері (Қарағанды қаласының метеостанциясы)

Зерттелетін аймақ географиялық тұрғыдан Қазақстанның құрғақ далалы аймағы болып табылады және қысқы мезгілде де өте үлкен тәуліктік ауа температурасының ауытқуы байқалатын континенталды климатта орналасқан [11] . Орталық Қазақстанда қараша айынының бірінші жартысында тұрақты қар жалылғысы құралады және бұл қар жамылғысы сәуір айының басына дейін сақталады.

Қыста күшті желдер мен борандар жиі соғады. Бұл аймақ үшін қыста қардың еру құбылысы өте сирек орын алады. Қар жамылғысы салыстырмалы түрде көп емес, шамамен 20-30 см. Желдер қар жамылғысының қалыңдығына өте қатты әсер етеді, сол себепті ол 2-5 см-ден 50-60 см-ге дейін өзгереді. Қар жамылғысы 150-160 күн сақталады. Әдетте қар жамылғысы сәуір айының ортасына таман ериді. Топырақтың қату тереңдігі 1, 9м-ге дейін орын алады (кесте 2) .

Кесте 2 - Топырақтың қату тереңдігі, см

Көктемі қысқа және жартылай құрғақ болып келеді. Ауа температурасының оң көрсеткіші үнемі өсіп отырады, дегенен сәуір айындағы орташа айлық көрсеткіш 5-10°С-тан аспайды. Жазы ыстық, ұзақтығы орташа болады. 10°С-тан жоғары температуралар қосындысы 2000-2700°С-ты құрайды. Кейбір айларда ылғалдылық 39-40%-ға дейін төмендеп кетеді, осының әсерінен климатта шөлейттілік байқалады.

Жаз айлары жоғары ауа температурасы мен төмен 15%-ға дейінгі ауа ылғалдылығымен сипатталады. Ең ыстық ай - шілде [8, 12] . Орташа айлық ауа температурасы 18-20°С-қа тең, ал ең жоғарғы ауа температурасы 43°С тең.

Зерттелетін аймақтың күзі жазға қарағанда өте құрғақшылығымен ерекшеленеді. Көп жағдайда тамыз айының соңында аяз байқалады. Ауа температурасының тұрақты оң көрсеткіші тамыз айының соңында, ал тұрақты теріс көрсеткіш қазан айының соңында мен қараша айының орын алады.

Жалпы Орталық Қазақстанның ерекшелігі бүкіл жыл бойында өте күшті желдің соғуы болып табылады [8] . Желдің ең үлкен жылдамдығы көктем мезгіліне сәйкес келеді. Бұл кезде жел топырақтың борпылдақ бетін кептіріп, топырақтың сурылуына әкеп соқтырады. Желдің орташа жылдамдығы 4-5 м/с тең. Желсіз күндер сирек болады. Қысқы мезгілде жылдамдығы 5, 5 м/с құрайтын оңтүстік батыс желі басым болады. Ал жылдың жылы мерзімінде дауылдар мен шаңды желдерге себеп болатын солтүстік шығыс желдері басым болады.

Көпжылдық орташа жауын-шашын мөлшері 280 мм-ден 350 мм-ге дейін өзгеріп отырады. Метеодеректердің көрсеткіштерінде жыл сайын түсетін жауын- шашын мөлшері тұрақты емес екендігі көрсетіледі (кесте 3) .

Көпжылдық мәліметтерде жауын-шашынның жылдық кезеңдері келесідей бөлінеді: кызқы мезгілде - 10% дейін, көктемде - 25% дейін, жаз - 40% дейін, күз - 25% дейін болады.

Кесте 3 - Көпжылдық орташа есеппен әртүрлі мәндер үшін жылдық атмосфералық жауын-шашын көлемінің ықтималдылығы

... жалғасы

Далалық аудандарда өзен суын және жергілікті жерде ағатын суларды пайдалану негізінде суару

Далалық аудандарда өзен суын және жергілікті жерде ағатын суларды пайдалану

Жер суару және суландыру үшін пайдалынылатын су көздерінің түрлері және суарудың топыраққа тигізетін ықпалы

Суландыру жүйелері

Карық арқылы суғару

Мелиорация – табиғатты ұйымдастыру ілімі

«Ақтобе облысы Қарғалы ауданындағы суармалы жер учаскесін жобалау»

Күріш ауыспалы егістігінің жобасы

Уақытша суғару арықтарын тегістейтін тегістегіштің құрылымдық ерекшеліктері

Ландшафттану ғылымы туралы

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс