Водосберегающие технологии полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии Жамбылской области
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
Некоммерческое акционерное общество
Казахский национальный аграрный университет
Батырбаев А.А.
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Водосберегающие технологии полива сельскохозяйственных культур
в орошаемом земледелии Жамбылской области
специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы 2018 г.
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
Некоммерческое акционерное общество
Казахский национальный аграрный университет
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
на тему: Водосберегающие технологии полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии Жамбылской области
Объем, стр. 115
Количество чертежей и
иллюстрационных материалов 16
Приложений 3
Выполнил Батырбаев Алмас Алмаханович
Допущена к защите ______ _______________________ 20___ г.
Заведующий кафедрой к.т.н., асс. проф. _______________ Саркынов Е.С.
(подпись)
Руководитель д.cх.н., профессор _____________________ Тлеукулов А.Т.
(подпись)
Консультанты по специальным разделам:
______Мелиорация_____ ________________ Зубаиров О.З.
(раздел) (подпись)
_____________________ _______________
(раздел) (подпись)
Нормоконтроль ________________
(подпись)
Рецензент __________
(подпись)
НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
Специальность: 5В080500- Водные ресурсы и водопользование
З А Д А Н И Е
на выполнение дипломной работы
Студент: Батырбаев Алмас Алмаханович
Тема проекта (работа): Водосберегающие технологии полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии Жамбылской области
Утверждена приказом по университету № от ___ ________2017 г.
Срок сдачи законченного проекта (работы) _____ __________2018 г.
Исходные данные к проекту (работе):
Природно-климатические и сельскохозяйственные условия, современное состояние мелиоративной системы Жамбылской области, развитие водосберегающей технологии орошения .
Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте (работе) вопросов:
1. Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира и в Казахстане.
2. Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан.
3. Состояние ирригации в Жамбылской области.
4. Технология капельного полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
5. Технология мелкодисперсного дождевания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
6.Экономическая эффективность внедрения водосберегаюших технологии орошения.
7. Охрана труда и техника безопасности
8. Требования к охране окружающей среды
Заключение.
Список использованной литературы.
Перечень графического материала:
1 Начало слайда
2 Основные требования, предъявляемые к способам и технике полива
3 Существующие технологии полива
4 Способы полива
5.Современное состоянии ирригации в Республики Казахстан
6 Схематическая карта Республики Казахстана
7 Состояние ирригации Жамбылской области
8 Технологии капельного полива
9 Схема ОПУ кх Самгау
10 Анализ данных опытов
11 Технология мелкодиспенсорного дождевания
12 ОПУ ТОО Гамбург
13 Биологическая и фактическая урожайность в ТОО Гамбург
14 Затраты по отличительным признакам мелкодисперсного дождевания
15 Экономическая эффективность водосберегающих технологий
16 Заключение
Рекомендуемая основная литература:
1. Зубаиров О.З., Тлеукулов А.Т. и др. Оросительная мелиорация: Учебник для ВУЗов. Изд. Нур-принт, Алматы, 2014.-273 с.
2. Зубаиров О.З., Тлеукулов А.Т. Суғару мелиорациясы Оқулық. Алматы, Агроуниверситет, 2010.- 274 б.
3. Зубаиров О.З., Тлеукулов А.Т.и др. Мелиоративтік жүйелерді жобалау. Оқулық. Нур-принт баспасы, Алматы, 2011.-283 бет.
4.Бочкарев Я.В. Эксплуатационная гидрометрия и автоматизация гидромелиоративных систем. -М.: Агропромиздат, 1987. -175с.:ил.
5.Оросительные нормы сельскохозяйственных культур в Казахстане КазНИИВХ Джамбул 1989г
6. Тлеукулов А.Т., Зауирбек А.К., Базарбаев А.Т., Методические указания
для дипломного проектирования, Алматы, 2012 г.
7. Калашников А.А., Жарков В.А., Калашников П.А., Байзакова А.Е. Средства малой механизации и техника полива для фермерских хозяйств (рекомендации по применению) -Тараз, 2009. - 24 с.
Консультанты по специальным разделам проекта (работы)
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
Мелиорация
Зубаиров О.З.
Эксплуатация ГМС
Тлеукулов А.Т.
График
выполнения дипломного проекта (работы)
№
пп
Перечень
разделов и разрабатываемых вопросов
Сроки представления
руководителю
Примечание
1
Сбор материалов для дипломной работы
До 31. 02. 2018 г.
2
Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира и в Казахстане.
01.03-20.03.2018 г.
3
Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан.
21.03-05.04.2018 г.
4
Оценка состояния ирригации в Жамбылской области.
06.04-20.04.2018 г.
5
Технология капельного полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
21.04-05.08.2018 г.
6
Технология мелкодисперсного дождевания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
06.05-20.05.2018 г.
7
Расчет экономической эффективности внедрения водосберегаюшей технологии орошения.
21.05-25.05.2018 г.
8
Охрана труда, техника безопасности и требования к охране окружающей среды
25.05-
28.05.2018 г.
9
Оформление работы
28.05-01.06.2018 г.
10
Предзащита дипломной работы
01.06-10.06.2018 г.
11
Основная защита работы
01.06-20.06.2018 г.
Заведующий кафедрой, к.т.н., асс. проф. _________________ Е.Саркынов
Руководитель дипломной работы,
д.сх.н., профессор __________________ А.Тлеукулов
Задание принял к исполнению,
студент _01__ __февраля_2018 г. ___________________ А.Батырбаев
СОДЕРЖАНИЕ
..
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
7
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
8
ВВЕДЕНИЕ
9
1
Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира
10
2
Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан
18
2.1
Агроклиматические, почвенные и гидрогеологические ресурсы
природных зон
18
2.2
Водоземельные ресурсы и состояние ирригации в РК
24
2.3
Техническое состояние ирригационных систем и средств орошения в Республике Казахстан
26
3
Состояние ирригации в Жамбылской области
30
3.1
Природно-хозяйственные ресурсы и состояние ирригации в
Шу-Таласском ВХБ
30
3.2
Обеспеченность водными ресурсами для развития ирригации
35
4
Технология капельного полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области
37
5
Технология мелкодисперсного дождевания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области
68
5.1
Структура кормовых севооборотов с учетом требований
Водосбережения
68
5.2
Технология возделывания кормовых культур при мелкодисперсном дождевании для условий Жамбылской области
70
6
Расчет экономической эффективности внедрения водосберегаюшей технологии орошения.
103
7
Охрана труда и техника безопасности
106
8
Требования к охране окружающей среды
107
Заключение
108
Список использованной литературы
110
Приложения
112
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В дипломной работе использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 7.1-84 Система стандартов по информации, библиотечному издательскому делу. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления
ГОСТ 7.32-2001 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.
ГОСТ 7.12-93 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
В дипломной работе применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращениями.
Орошаемое земледелие - земледелие, ведущееся с применением искусственного орошения. Орошаемое земледелие особенно эффективно в районах с засушливым климатом.
Орошение земель - искусственное пополнение влаги в почве для повышения ее плодородия.
Способы орошения - комплекс определенных мер и приемов распределения воды на поливном участке иили превращения водного потока в почвенную и атмосферную влагу:
- поверхностное орошение - орошение земель с распределением воды по их поверхности.
- дождевание - поверхностное орошение, при котором вода разбрызгивается специальными машинами или установками.
- капельное орошение - локальное орошение с помощью поливных капельниц.
- внутрипочвенное орошение (ВПО) - орошение земель внутрипочвенными увлажнителями.
Оросительный период - часть вегетационного периода от начала первого полива до окончания последнего полива сельскохозяйственной культуры.
Орошаемые сельскохозяйственные угодья - земли, пригодные для сельскохозяйственного использования и полива и имеющие оросительную сеть, связанную с источником орошения.
Полив - однократное искусственное увлажнение почвы иили приземного слоя атмосферы.
Поливной участок - участок орошаемых земель, обслуживаемый одним оросителем при одинаковых способах полива, поливной технике и режиме орошения.
Водопотребление (эвапотранспирация) - количество воды, требующееся для культуры или севооборота за определенный период времени и обеспечивающий развитие растений в полевых условиях.
Ирригация - комплекс мелиоративных мероприятий по улучшению водного баланса используемых в сельском хозяйстве земель. Ирригация предусматривает рациональное использование воды, исключение засоления, переувлажнения и т.д.
ГОСТ - государственный стандарт.
ОПУ - опытно-производственный участок.
УГВ - уровень грунтовых вод.
РК - Республика Казахстан.
КПД - коэффициент полезного действия техники полива.
Мнт - оросительная норма нетто.
Мбр - оросительная норма брутто.
ВВЕДЕНИЕ
Современный этап развития сельскохозяйственного производства в странах мира характеризуется повышенным интересом к вопросам рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. При этом движущей силой развития современных систем управления природной средой являются противоречия между практически неограниченными потребностями развивающего человечества и ограниченными возможностями использования ресурсов, в том числе водных для развития сельскохозяйственного производства. Это обусловливается, прежде всего, всевозрастающими темпами вовлечения природных ресурсов в производство, истощением их запасов и ухудшением качества.
Повышение продуктивности использования воды в сельском хозяйстве для увеличения производства пищевых продуктов в целом по миру является актуальным направлением [1].
Обеспечение рационального использования воды в орошаемом земледелии должно стать основным направлением, определяющим водохозяйственную политику при осуществлении мелиоративных мероприятий с использованием передовых ресурсов и природосберегающих технологий полива.
Передовые технологии эффективного использования водных ресурсов в мире включают набор стратегических рекомендаций для улучшения доступных объемов водных ресурсов в сторону их увеличения:
− всевозможные сооружения, предназначенные для накопления и сохранения дождевой воды и воды при чрезвычайных климатических явлениях, таких как паводки, таяние ледников, ливни повышенной интенсивности, которые в будущем будут происходить с меньшей частотой, восполнение запасов подземных вод;
− использование сточных вод на орошение. В развивающихся странах примерно 10% всех орошаемых земель используют этот ресурс;
− создание оросительных систем нового поколения с малообъемным орошением (капельным, мелкодисперсным, комбинированным), водооборотных систем с технологическими узлами по очистке и кондиционированию дренажно-сбросных вод. Это позволит экономить на орошение до 20% пресной природной воды
В Казахстане задачи, стоящие перед сельским хозяйством направлены на снижение затрат воды на единицу продукции урожая путем повышения эффективности их использования, которая достигается в результате создания ирригационных систем нового поколения, инженерных ирригационных каналов, замене открытых каналов трубопроводами, замещением технологии поверхностного полива технологией дождевания и капельного орошения.
В дипломной работе использованы материалы ТОО КазНИИВХ и Методические указания для дипломного проектирования [2].
1 Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира
Современный этап индустриально-инновационного развития ирригации имеет свои характерные особенности, учет которых необходим при формировании требований к технологиям и техническим средствам орошения. Важное обстоятельство, характеризующее современный этап интенсификации развития ирригации - ресурсосбережение. Экономное использование трудовых, материальных, земельных, а также водных и энергетических ресурсов с учетом роста дефицита последних должно явиться основой развития ирригации на ближайшую и дальнюю перспективу. Для большинства районов стран мира определяющим будет являться дефицит водных ресурсов. Поэтому снижение потерь воды и повышение продуктивности ее использования при орошении становятся особенно актуальными, а требования к технике полива и водоподводящей сети еще более высокими. Обеспеченность водными ресурсами позволяет повысить сельскохозяйственное производство и экономическую жизнеспособность региона.
Ирригационный сектор должен быть направлен на производство урожая с меньшими затратами воды и энергии и обеспечивать защиту окружающей среды. Необходимо признать, что строительство новых дамб и каналов уменьшилось и должна предусматриваться реорганизация и модернизация существующих для удовлетворения современным требованиям.
В орошаемом земледелии применяются пять способов полива: поверхностный, дождевание, капельный, внутрипочвенный, мелкодисперсный.
Основные требования, предъявляемые к способам и технике полива:
- равномерное распределение по площади и глубине корнеобитаемого слоя расчетного количества воды в необходимые сроки;
- исключение непроизводительных потерь воды на просачивание в глубокие слои, на сбросы, испарение;
- обеспечение высокого коэффициента использования воды (не менее 0,95-1,0);
- сохранение структуры почвы;
- предупреждение засоления и заболачивания почвы;
- обеспечение высокой производительности труда на поливе, наибольшей механизации и автоматизации полива, рационального использования земель.
При поверхностном способе орошения почва увлажняется поглощением воды, подаваемой на поверхность орошаемого участка. Применяется при орошении с большими поливными (более 800 -- 1000 м[3]га) и оросительными нормами; на засоленных почвах, требующих промывки; в районах с сильными ветрами; на спланированной поверхности полей при благоприятных уклонах с водопроницаемыми почвами; на тяжёлых или легко заплывающих почвах при большом водопотреблении сельскохозяйственных культур.
Дождевание обеспечивает периодическое аккумулирование воды в верхних слоях почвы; увлажняет не только почву, но и растения, что активирует их физиологические процессы; меньшую глубину увлажнения; возможность частых поливов малыми нормами с равномерным режимом влажности почвы; влияет на микроклимат приземного слоя воздуха. Отсутствие поливной сети улучшает условия работы сельскохозяйственных машин и орудий.
При капельном орошении вода непрерывно подается через капельницы в почву к корням растений, создается возможность внесения растворимых удобрений, обеспечивается значительная экономия поливной воды, автоматизация процесса полива.
Внутрипочвенное орошение обеспечивает непрерывное водоснабжение растений; капиллярное увлажнение верхних слоев почвы; поддерживает определенную глубину увлажнения; значительно уменьшает испарение воды с поверхности почвы; не стесняет работу сельскохозяйственных машин.
Мелкодисперсное (аэрозольное) орошение обеспечивает периодическое смачивание листьев и стеблей растений малыми дозами мелкими частицами воды, снижая при этом температуру воздуха и растений и повышая фотосинтез растений. Технология мелкодисперсного дождевания применяется в комплексе с другими способами полива.
Применение того или иного способа полива зависит от сельскохозяйственной культуры, а также от почвенных, рельефных, гидрогеологических, климатических условий и уровня развития сельскохозяйственного производства.
В настоящее время поверхностный полив (по бороздам, по полосам и 4затоплением) (рисунок 1) остается самым распространенным способом полива во многих странах Америки и Азии. При ручном немеханизированном поливе коэффициент равномерности увлажнения по ширине поля составляет 0,3-0,5, а по длине - 0,4-0,6, а в целом по полю 0,2 (0,4*0,5 = 0,2). А это означает, что только на 20% его площади выдерживается заданный режим увлажнения и обеспечивается максимальная урожайность, а остальной - она ниже [3].
Рисунок 1 - Поверхностный полив по бороздам
Поверхностные способы орошения обладают целым рядом достоинств, вместе с тем имеют и существенные недостатки. КПД полива здесь не превышает 0,54-0,69, потери воды на поверхностные сбросы и глубинную фильтрацию изменяются от 25 до 48%, а эрозия почвы достигает 100-150 тыс. тга в год, все это ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, другим негативным последствиям [4].
Спланированность поля и применение технических средств подачи воды на орошаемый участок способствуют равномерному распределению воды в борозды (полосы, чеки), обеспечивая качественный полив.
С этой целью применяются распределительные и поливные трубопроводы (гибкие трубопроводы (шланги) из специальной капроновой (мелиоративной) ткани и стабилизированного полиэтилена низкой плотности, полужесткие разборные трубопроводы из полимерно-металлических труб, жесткие разборные стальные и алюминиевые трубопроводы). При поверхностном поливе и уклонах местности более 0,003 предусматривается самотечно-напорная трубчатая оросительная сеть.
Равномерность распределения воды из выводной борозды и временного оросителя достигается путем разбивки их на отдельные отсеки и поддержания одного уровня в каждом отсеке при помощи средств малой механизации (трубок, щитков, оголовков борозд, сифонов, салфеток), позволяющих облегчить труд поливальщиков, увеличить производительность труда и рационально использовать оросительную воду [5].
Для механизации поверхностного полива применяются поливные шланговые машины типа ППА-300, навешиваемые на трактор и представляющие собой низконапорную насосную станцию, агрегатируемую с намоточным устройством для раскладки и сборки гибких трубопроводов.
Для проведения вегетационных, влагозарядковых и промывных поливов предназначен поливальщик-трубоукладчик ПТ-250, включающий труботранспортер ТТН-250; комплект разборного оросительного трубопровода ТОР-250 из полиэтиленовых труб, армированных металлической сеткой; передвижную насосную станцию СНП-1505А.
При поливе по экранированным бороздам устраняется ирригационная эрозия и поэтому удельный вес смыва почвы принимается равным нулю. На участках с экранированными бороздами устраняется необходимость проведения послеполивных культиваций, появляется возможность проведения частых поливов небольшими нормами [6]. Полив с пленочным покрытием (ППП) используется в Китае главным образом при выращивании хлопчатника, кукурузы, бахчевых и овощных культур, применяется также и при выращивании пропашных культур [7].
Одним из приемов повышения эффективности орошения на основе водосбережения является дискретный полив.
Для проведения дискретного полива рекомендуются переносные комплекты дискретного полива клапанного типа (КДП-К, КДП-У), предназначенные для позиционного полива пропашных сельскохозяйственных культур по бороздам и дискретной водоподачей на участках с лотковой или закрытой самонапорной оросительной сетью.
Техническое средство гидроавтоматизации водораспределения (Казахстан, КазНИИВХ) выполняет дискретную технологию полива на составляющих элементах оросительной сети для обеспечения рационального режима орошения путем соблюдения заданных параметров технологии возделывания сельскохозяйственных культур, позволяет исключить непроизводительные сбросы воды, снизить потери воды на глубинную фильтрацию и довести КИВ до 70-80%.
Для механизации полива пропашных низкорослых сельскохозяйственных культур по длинным 400-метровым бороздам с рассредоточенной подачей воды по их длине рекомендуются поливные шлейфовые машины ТКУ-00и ТКП-90 (ВНИИ Радуга), представляющие собой передвижные колесные трубопроводы типа ДКШ-64 Волжанка и ДКН-80, на которых, вместо дождевальных аппаратов через каждые 50 м установлены вращающиеся муфты, оснащенные 18-27-метровыми поливными шлейфами с водовыпусками для подачи постоянных расходов в поливные борозды до 0,2 лс.
Для устранения размыва почвы, смыва плодородного слоя, больших потерь воды на фильтрацию ниже корнеобитаемого слоя почвы и поверхностного сброса с полей при проведении поливов по бороздам на землях с большими уклонами местности рекомендуется технология полива с плёночным покрытием, в котором отверстия перфорации расположены по откосам борозды (рисунок 2). Мульчирование почвы полиэтиленовой пленкой способствует получению высокого урожая, формированию благоприятного теплового и водного режимов, способствует интенсивному развитию корневой системы, которая наиболее полно использует запасы питательных элементов почвы. При поливе по мульчированным пленкой бороздам устраняется ирригационная эрозия почвы.
Рисунок 2 - Технология полива с плёночным покрытием
Преимущества поверхностного полива указывают на возможность дальнейшего его применения в любом регионе мира. При этом качественная подготовка земель для применения такого полива, использование средств автоматизации и механизации водораспределения по полям, соблюдение техники и режима полива, дополнительное использование каких-либо средств для уменьшения и даже исключения потерь воды в процессе выполнения такой технологии позволят сократить затраты воды на выращивание сельскохозяйственных культур.
Дождевание и капельное орошение в современном мире являются эффективными ресурсосберегающими технологиями орошения. Различают поверхностное и подпочвенное капельное орошение. Установки подпочвенного капельного орошения при должном управлении обеспечивают водную эффективность до 95% в соответствии с типом почв [8].
Многообразие природно-климатических и хозяйственных условий определило многотипность применяемой дождевальной техники.
При дождевании находят применение стационарные системы с надземной распределительной сетью (рисунок 3) [9], широкозахватные дождевальные машины кругового и фронтального действия (рисунок 4); полигонного и барабанного типа (рисунок 5); стационарные системы импульсного действия (рисунок 6); дождевальные шлейфы; дальнеструйные дождевальные машины с забором воды из каналов и закрытой сети (рисунок 6).
Основные прогрессивные тенденции развития техники дождевания: максимальное рассредоточение поливного тока по площади и (или) во времени, внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий полива, многофункциональное использование оросительных систем и поливной техники, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях.
Рисунок 3 - Стационарные оросительные системы IrriStand (Израиль)
Рисунок 4 - Широкозахватные дождевальные машины
Рисунок 5 - Дождевальная машина барабанного типа
Рисунок 6 - Комплект
синхронно-импульсного дождевания КСИД-1
Производством всевозможных дождевальных машин и установок в мире занято множество фирм в Германии (HÜDIG,Bauer, Beinlich); США (Valley,RainBird, LINDSAY); Италии(Ocmis, IRRIMEC, NETTUNO); Испании(CHAMSA, RKD); Ningbo, Китая(RainfineIrrigationCo., Ltd), России (Волгоградский завод оросительной техники, Кропоткинский машиностроительный завод Радуга) и других странах.
Известные системы капельного орошения в основном включают в себя: узел подготовки и распределения воды (насосная станция, средства автоматизации управления, фильтры грубой и тонкой очистки оросительной воды, запорно-регулирующая арматура), транспортирующие и поливные трубопроводы, устройство для подготовки и ввода удобрений, микроводовыпуски (капельницы), линии связи (рисунок 8).
а - водозабор от шланга
б - водозабор из канала
Рисунок 7 - Фронтальные дождевальные установки фирмы Valley (США) с забором воды из закрытой сети и канала
Метод капельного полива используется для выращивания большинства видов сельскохозяйственной продукции на почвах любого типа и с оросительной водой даже самого плохого качества. Капельное орошение экономически обоснованный и экологически безопасный способ полива садов, виноградников, ягодников, овощей и бахчевых культур в условиях открытого грунта, а также сельскохозяйственных культур в теплицах и на садово-огородных участках. Урожайность при таком орошении повышается на 40-50%, уменьшается расход воды, предотвращается засоление почвы [10].
К основным преимуществам капельного орошения относят оптимальную влажность и развитие корневой системы, аэрацию почвы, однородность продукции, улучшенное питание, защиту растений, предотвращение эрозии почвы, значительную экономию воды, раннее созревание, снижение риска заболеваний растений, уменьшение энергетических и трудовых затрат, возможность выращивания растений на умеренно-засоленных почвах.
Наиболее распространенными для орошения являются системы капельного полива производства Netafim, NaanDanJainIrrigation (Израиль); T-Systems (США); EOLOS(Греция); Гидролайт (Украина); ряда фирм Турции и Китая. Капельницы имеют расход от 1 до12 лч при рабочих давлениях от 0,05 до 0,4 МПа, коэффициент вариации (CV) при этом составляет менее 4% [11,12,13]
Система подпочвенного орошения включает водозаборное сооружение, насосную станцию, оросительную, увлажнительную и водоотводящую аэрационную сети с соответствующими сооружениями и арматурой на них. Особенности систем орошения определяются в основном конструкцией увлажнителей и материалом, из которых они изготовлены. Водоподводящая сеть состоит из магистрального, распределительных и оросительных трубопроводов, питающих увлажнителей. Аэрационная сеть предназначена для отведения поливной воды из увлажнительной и оросительной сети в межполивной период, а также при переувлажнении почвы во время затяжных дождей и весеннего стока. Эту сеть используют также для проведения промывки самой системы (рисунок 9).
Рисунок 8 - Капельное орошение
Рисунок 9-Подпочвенное орошение
Мелкодисперсное дождевание сельскохозяйственных культур в настоящее время широко применяется в США, Англии, Канаде, Италии, Германии и в других странах (рисунок 10).
Рисунок 10 - Мелкодисперсная дождевальная установка
В США (штат Миннесота) для снижения температуры воздуха над посадками картофеля применяют специальное малообъемное дождевание мелкорассеянной водой. При таком малообъемном дождевании температура листьев снижается на 5-15ºC по сравнению с неорошаемым участком. Во время работы дождевальной установки происходит небольшое снижение температуры почвы, растения и почва меньше испаряют влагу. Малообъемное опрыскивание снижает внутренний водный дефицит в листьях, сохраняет в них состояние тургора. Устьица более продолжительное время находится в открытом состоянии повышенной активности фотосинтеза.
На мировом рынке стационарные и другие оросительные системы широко представлены рядом ведущих фирм США, Германии, Италии и др.
Анализ применяемых технологий и технических средств полива в странах мира позволяет сделать вывод, что наиболее перспективными, с точки зрения экономии воды и энергоресурсов, являются капельное орошение и дождевание. При этом капельное орошение в сравнении с дождеванием обладает явным преимуществом за счет меньших в целом затрат воды и энергии на создание единицы сельскохозяйственной продукции и может быть рекомендован для стран с недостатком оросительной воды (Азия, Африка), где основным способом полива является поверхностный.
Капельное орошение является экономически обоснованным и экологически безопасным способом полива, при котором вода подаётся небольшими порциями к корням растений из надземных трубопроводов сквозь щелевидные отверстия в поливных лентах. Сущность этого орошение в том, что поливается не земля, а растение (90-95% воды подается к корням)
Основным преимуществом капельного орошение является экономия воды. Предотвращение ирригационной эрозии - одно из главных преимуществ капельного орошения. Щадящий режим полива при капельной технологии исключает тяжелые последствия, как безвозвратный размыв плодородного слоя почвы и ухудшение её водно-физических свойств. Существенным преимуществом капельного способа орошения является улучшение фитосанитарного состояние полей. Локальность увлажнения поверхности почвы ограничивает прорастания семян сорняков и развитие сорных растений.
В регионах с засушливым климатом и острой нехваткой поливной воды капельное орошение является жизненной необходимостью, спасением и решением большой проблемы.
2 Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан
Казахстан расположен в центре Евразии, между 39[о]49[′] и 55[о]22′ северной широты и занимает территорию в 2715 тыс. км[2]. Она простирается с запада на восток на расстоянии 2925 км, и с севера на юг - 1600 км. Большая часть территории - равнина, расположенная в основном в пределах трех широтных природных зон: степной, полупустынной, пустынной. В самой северной части в пределах Казахстана имеется небольшой участок лесостепей. На юге и на востоке расположены горные и предгорные зоны.
2.1 Агроклиматические, почвенные и гидрогеологические ресурсы природных зон
Агроклиматический потенциал. Климат в Казахстане умеренно-засуш-ливый, и суховейно-засушливые типы погоды характерны для теплого полугодия. Повторяемость сухих лет возрастает с севера на юг республики, чему благоприятствует резко континентальный климат в сочетании с незначительным увлажнением в условиях высокой термической напряженности.
Благодаря южному положению и небольшой облачности наблюдается значительная солнечная радиация. Продолжительность солнечного сияния составляет 2000 часов на севере до 3000 на юге, т.е. в 1,5 раза больше, чем на севере. Суммарная радиация увеличивается с севера на юг с 4,2-5,2 Джм[2] до 5,7-6,5 Джм[2].
Переход к устойчивым средним суточным температурам выше 10[о] (период активной вегетации) на севере республики наступает в первой декаде мая и заканчивается во второй декаде сентября. Этот период составляет в лесостепной зоне 128-135 дней, в степной зоне - 134-155, в полупустынной - 135-170 дней. В полупустынной и пустынной зонах Казахского мелкосопочника продолжительность периода с температурой выше 10[о] короче по сравнению с равнинными территориями, расположенными западнее, на 8-12 дней. В пустынной зоне начало периода с температурой выше 10[о] приходится на вторую декаду апреля, окончание на первую декаду октября. Продолжительность вегетационного (безморозного) периода на юге страны в равнинной части колеблется от 160 до 200 дней, в горной - от 110 до 150 дней [12].
Потребность растений в тепле принято выражать суммой температур выше определенных пределов. Термические ресурсы в виде такого показателя в различных частях республики изменяются в очень широких пределах. Так, сумма температур выше +5[о] увеличиваются от северных районов к южным с 2300-2400[о]С до 4600-4700[о]С, выше +10[о] - от 2050 до 4500[о]С и выше 15[о] - от 1400 до 4000[о]С. Наиболее обеспеченными теплом являются южные равнинные районы Казахстана, наименее - северные и менее всего - горные и высокогорные.
Большие тепловые ресурсы климата обусловливают высокую испаряющую способность атмосферы на большой части территории Казахстана. Величина испаряемости за теплый период (апрель-сентябрь) изменяется в среднем от 500 на севере до 1700 мм на юге, в зоне пустынь. В предгорных районах юга, юго-востока и востока Казахстана испаряемость, по мере увеличения высоты местности над уровнем моря, снижается.
Среднегодовое количество осадков в лесостепной зоне составляет 350 мм, в степной зоне - 290 мм. Распределение осадков в течение вегетационного периода крайне неравномерно по зонам и по годам. На севере степной зоны максимум осадков приходится на вторую половину июнь-июль. По мере продвижения к югу максимум осадков перемещается на ранневесенний период.
На территории южного региона осадки распределяются неравномерно. Так, на равнине (в пустынной предгорной полупустынной зоне) сумма осадков за год колеблется от 160 до 250, а в предгорной и горной полосе от 400 до 550 мм. Весьма неравномерно распределены осадки и по временам года. Летом выпадает наименьшее количество осадков: на равнине 10-15% годовой суммы, в предгорных и южных районах - около 20%.
Для оценки увлажнения территории республики нами применен показатель увлажненности - коэффициент увлажненности (Ку), определяемый отношением влагообеспеченности за биологически активный период к испаряемости за тот же период. Коэффициенты увлажненности картированы по территории Казахстана в виде изолиний (рисунок 1). Выделенные зоны увлажненности в основном совпадают с границами природных зон (таблица 1).
Таблица 1 - Агроклиматические зоны увлажненности Казахстана и соответствующие им природные зоны
Показатель увлажненности Ку
Зоны увлажненности
Соответствующие природные зоны
Шифр
Основные типы почв
›0,50
Умеренно засушливая
Лесостепь
ЛС
Обыкновенные среднегумусные черноземы
0,5-0,4
Засушливая
Засушливая степь
ЗС
Южные черноземы
0,4-0,3
Умеренно сухая
Сухая степь
СС
Темнокаштановые почвы
0,3-0,2
Сухая
Полупустыня
ПП
Светлокаштановые
0,2-0,1-0,2
Очень сухая
Пустыня
Пс
Пю
Бурые, серо-бурые,
светлые, сероземы
0,2-0,3
Сухая предгорная
Предгорные полупустыни
ППП
Сероземы
0,3-0,5
Засушливая горная
Предгорные и горные степи
ПГС
Темнокаштановые
›0,5
Умеренно-засушли-вая и влажная горная
Горные степи и леса
ГС
Горные типы почв
Зона пустынь разделяется на две широтные подзоны: северную (Пс) - от 48[0]00[] до 47[0]00[]с.ш. и южную (Пю) - от 47[0]01[] до 39[0]49 с.ш.
По природно-климатическим условиям и степени использования водных ресурсов в растениеводстве территорию республики можно условно разделить на два региона - южный - четыре южных областей (Алматинская, Жамбылская, Кызылординская и Южно-Казахстанская), где накоплен многовековой опыт орошаемого земледелия, и остальную территорию, где оно начало развиваться сравнительно недавно - северный (рисунок 11).
Рисунок 11 - Схематическая карта увлажненности территории
Республики Казахстан
Почвы природных зон. Распределение типов почв по природным зонам на территории республики подчинено законам горизонтальной и высотной почвенной зональности (рисунок 12).
Рисунок 12 - Схема почвенно-географических зон Казахстана
В лесостепи зональным типом почв являются черноземы выщелоченные и обыкновенные. Они расположены на возвышенных, дренированных элементах рельефа, имеют небольшую (30-60 см) мощность гумусового горизонта.
В засушливой степи основу почвенно-мелиоративного фонда перспективных районов орошения составляют черноземы южные, отличающиеся от обыкновенной меньшей мощности и гумусностью, высоким положением линии вскипания.
В зоне сухих степей мелиоративный фонд составляют темно-каштановые и каштановые почвы. Мощность гумусового горизонта у темно-каштановых почв 35-50 см, содержание гумуса 3,5-4,5 %. Основная часть гумуса содержится (75 %) в полуметровом слое.
В полупустынной зоне преобладают светлокаштановые почвы. Они занимают южные части Западно-Казахстанской, Актюбинской, Карагандинской, Павлодарской и Восточно-Казахстанской областей. Механический состав, как и у темнокаштановых почв, может быть различным. Преобладают разновидности тяжелого механического состава, а в Уильском и Иргизском районах Актюбинской области и в Прииртышье - разновидности легкого механического состава. Гумуса содержится в верхнем горизонте 2-3 %.
Пустыня северная. Зона бурых почв охватывает самый юг Западно-Казахстанской, большую часть Атырауской, самые южные части Актюбинской, Карагандинской, Костанайской, Восточно-Казахстанской областей. Бурые почвы по сравнению со светлокаштановыми более светлой буровато-сероватой окраски, верхний горизонт мощностью в среднем около 15 см, он, как правило, совершенно бесструктурен, гумуса содержит 1-2 %.
Пустыня южная. В регионе происходит следующее чередование: почвы в северной части Кызылординской области относятся к зоне бурых почв. Зона серо-бурых почв охватывает южную часть Кызылординской области и северные части Южно-Казахстанской, Жамбылской и Алматинской областей. В предгорной части республики, в пределах Южно-Казахстанской, Жамбылской и Алматинской областей расположены сероземы. В предгорных и горных зонах юга и юго-востока республики, наблюдается высотная почвенная зональность. Здесь с повышением абсолютной высоты сероземы сменяются каштановыми почвами, затем последовательно, черноземами, горно-лесными и горно-луговыми субальпийскими и альпийскими почвами.
Гидрогеологические условия. В пределах лесостепной и степной зон выделены три гидрогеолого-мелиоративных области. Первый их них - аккумулятивные плоские озерные равнины, расположенные в пределах Западно-Сибирской низменности, Тургайского прогиба, Казахского мелкосопочника и приуроченные к крупным озерам котловинам с глубиной вреза до 100 м.
Ко второму типу земель относятся пологоволнистые аккумулятивные аллювиальные террасированные равнины. Они представлены комплексом разновозрастных террас рек юга Западной Сибири, Тургая, Казахского мелкосопочника. Грунтовые воды аллювиальных равнин имеют различный химический состав (от гидрокарбонатного до хлоридного), с пестрой минерализацией: от пресных до соленых. Глубина грунтовых вод 1-3, реже 3-5 м.
Третий тип земель объединяет территории, приуроченные к аллювиально-пролювиальным равнинам. Предгорные и высокие водораздельные равнины сильно расчленены овражно-балочной, речной сетью и сложены водопроницаемыми отложениями. Глубина залегания грунтовых вод варьирует в широких пределах от 2-5 до 50-80 м, как правило, более 10 м.
Грунтовые воды на территории орошаемых земель в южном регионе залегают на различных глубинах в зависимости от рельефа, водных источников и состояния ирригации. В орошаемой зоне выделяют четыре гидрогеологических района, характерных для всех предгорий южного региона страны. Первый гидрогеологический район занимает полосу низких предгорий зоны формирования грунтовых вод с различной глубиной залегания. По химическому составу воды слабоминерализованы, плотный остаток составляет 0,3-0,7 гл. Глубина залегания грунтовых вод - более 10 м от поверхности. Второй гидрогеологический район занимает большую часть наклонной равнины зоны формирования и транзита пресных подземных вод. Третий гидрогеологический район относится к сазовой полосе выклинивания грунтовых вод. Расположен он у основания конусов выноса. Глубина залегания грунтовых вод от 0,3-0,8 м - на пониженных заболоченных участках и до 1,5-4 м - на слабо повышенных или хорошо дренированных участках. Четвертый гидрогеологический район занимает слабо наклонную равнину. Это район распространения грунтовых вод с разгрузкой их по долинам рек. Воды c пестрой минерализацией, преимущественно сильно минерализованные, с плотным остатком более 10 гл.
Анализ агроклиматических ресурсов, количественная и качественная их оценка в различные годы и внутригодовые периоды, а также оценка почвенных ресурсов и гидрогеологические условия природных зон перспективных и существующих орошаемых регионов позволяет в целом оценить природные ресурсы в системе климат-почва-растение по агроклиматическим (природным) зонам. Краткая характеристика природных ресурсов в системе климат-почва-растение по агроклиматическим зонам южного региона приведены в таблице 2.
Природные ресурсы южного региона при создании благоприятных условий увлажнения, в течение вегетационного периода растений обеспечивают высокую продуктивность орошаемого земледелия.
Таблица 2 - Природные ресурсы в системе климат-почва-растение в
Южном регионе
Характеристика
Агроклиматические (природные) зоны
очень сухая (пустыня)
сухая предгорная (предгорная полупустыня)
засушливая горная (предгорная степь)
умеренно-засушливая (горная степь)
Климат
- сумма температур 10[0]С
3500
3000-3200
2600-2700
до 2300
- осадки, мм
160-200
160-250
400-450
450-550
- испаряемость, мм
1100-1500
1000-1300
550-900
400-600
Продолжение таблицы 2
- коэффициент увлажнения, (Ку)
=0,10-0,20
0,20-0,30
0,30-0,50
0,50
- вероятность засухи, %
100
98-100
40
34
Почвы (зональные)
бурые, серо-бурые
сероземы
каштановые
горные черноземы
Агрогидрологическая характеристика
- объемная масса (слой 0-100 см), гсм[3]
тяжелосуглинистые
среднесуглинистые
легкосуглинистые
1,55
1,48
1,52
1,43
1,36
1,39
1,36
1,38
1,44
-
1,18
-
- наименьшая влагоемкость (слой 0-100 см), %
тяжелосуглинистые
среднесуглинистые
легкосуглинистые
22,1
20,2
15,8
20,3
19,7
15,6
23,9
18,9
18,4
-
29,0
-
Параметры мелиоративного режима
- содержание легкорастворимых солей, %
0,10-0,30
0,10-0,30
-
-
- рН
7,0-8,3
7,0-8,3
7,0-8,3
-
- емкость поглощения, мг-экв100 г
10-20
10-20
10-20
-
- ППК, %
3,0-5,0
3,0-5,0
3,0-5,0
-
Пищевой режим (слой 0 - 60 см)
- гумус (слой 0-30 см), %
1,0-1,5
1,0-2,0
2,5-3,5
... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Некоммерческое акционерное общество
Казахский национальный аграрный университет
Батырбаев А.А.
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Водосберегающие технологии полива сельскохозяйственных культур
в орошаемом земледелии Жамбылской области
специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы 2018 г.
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
Некоммерческое акционерное общество
Казахский национальный аграрный университет
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
на тему: Водосберегающие технологии полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии Жамбылской области
Объем, стр. 115
Количество чертежей и
иллюстрационных материалов 16
Приложений 3
Выполнил Батырбаев Алмас Алмаханович
Допущена к защите ______ _______________________ 20___ г.
Заведующий кафедрой к.т.н., асс. проф. _______________ Саркынов Е.С.
(подпись)
Руководитель д.cх.н., профессор _____________________ Тлеукулов А.Т.
(подпись)
Консультанты по специальным разделам:
______Мелиорация_____ ________________ Зубаиров О.З.
(раздел) (подпись)
_____________________ _______________
(раздел) (подпись)
Нормоконтроль ________________
(подпись)
Рецензент __________
(подпись)
НЕКОММЕРЧЕСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
Специальность: 5В080500- Водные ресурсы и водопользование
З А Д А Н И Е
на выполнение дипломной работы
Студент: Батырбаев Алмас Алмаханович
Тема проекта (работа): Водосберегающие технологии полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии Жамбылской области
Утверждена приказом по университету № от ___ ________2017 г.
Срок сдачи законченного проекта (работы) _____ __________2018 г.
Исходные данные к проекту (работе):
Природно-климатические и сельскохозяйственные условия, современное состояние мелиоративной системы Жамбылской области, развитие водосберегающей технологии орошения .
Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте (работе) вопросов:
1. Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира и в Казахстане.
2. Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан.
3. Состояние ирригации в Жамбылской области.
4. Технология капельного полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
5. Технология мелкодисперсного дождевания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
6.Экономическая эффективность внедрения водосберегаюших технологии орошения.
7. Охрана труда и техника безопасности
8. Требования к охране окружающей среды
Заключение.
Список использованной литературы.
Перечень графического материала:
1 Начало слайда
2 Основные требования, предъявляемые к способам и технике полива
3 Существующие технологии полива
4 Способы полива
5.Современное состоянии ирригации в Республики Казахстан
6 Схематическая карта Республики Казахстана
7 Состояние ирригации Жамбылской области
8 Технологии капельного полива
9 Схема ОПУ кх Самгау
10 Анализ данных опытов
11 Технология мелкодиспенсорного дождевания
12 ОПУ ТОО Гамбург
13 Биологическая и фактическая урожайность в ТОО Гамбург
14 Затраты по отличительным признакам мелкодисперсного дождевания
15 Экономическая эффективность водосберегающих технологий
16 Заключение
Рекомендуемая основная литература:
1. Зубаиров О.З., Тлеукулов А.Т. и др. Оросительная мелиорация: Учебник для ВУЗов. Изд. Нур-принт, Алматы, 2014.-273 с.
2. Зубаиров О.З., Тлеукулов А.Т. Суғару мелиорациясы Оқулық. Алматы, Агроуниверситет, 2010.- 274 б.
3. Зубаиров О.З., Тлеукулов А.Т.и др. Мелиоративтік жүйелерді жобалау. Оқулық. Нур-принт баспасы, Алматы, 2011.-283 бет.
4.Бочкарев Я.В. Эксплуатационная гидрометрия и автоматизация гидромелиоративных систем. -М.: Агропромиздат, 1987. -175с.:ил.
5.Оросительные нормы сельскохозяйственных культур в Казахстане КазНИИВХ Джамбул 1989г
6. Тлеукулов А.Т., Зауирбек А.К., Базарбаев А.Т., Методические указания
для дипломного проектирования, Алматы, 2012 г.
7. Калашников А.А., Жарков В.А., Калашников П.А., Байзакова А.Е. Средства малой механизации и техника полива для фермерских хозяйств (рекомендации по применению) -Тараз, 2009. - 24 с.
Консультанты по специальным разделам проекта (работы)
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
Мелиорация
Зубаиров О.З.
Эксплуатация ГМС
Тлеукулов А.Т.
График
выполнения дипломного проекта (работы)
№
пп
Перечень
разделов и разрабатываемых вопросов
Сроки представления
руководителю
Примечание
1
Сбор материалов для дипломной работы
До 31. 02. 2018 г.
2
Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира и в Казахстане.
01.03-20.03.2018 г.
3
Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан.
21.03-05.04.2018 г.
4
Оценка состояния ирригации в Жамбылской области.
06.04-20.04.2018 г.
5
Технология капельного полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
21.04-05.08.2018 г.
6
Технология мелкодисперсного дождевания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области.
06.05-20.05.2018 г.
7
Расчет экономической эффективности внедрения водосберегаюшей технологии орошения.
21.05-25.05.2018 г.
8
Охрана труда, техника безопасности и требования к охране окружающей среды
25.05-
28.05.2018 г.
9
Оформление работы
28.05-01.06.2018 г.
10
Предзащита дипломной работы
01.06-10.06.2018 г.
11
Основная защита работы
01.06-20.06.2018 г.
Заведующий кафедрой, к.т.н., асс. проф. _________________ Е.Саркынов
Руководитель дипломной работы,
д.сх.н., профессор __________________ А.Тлеукулов
Задание принял к исполнению,
студент _01__ __февраля_2018 г. ___________________ А.Батырбаев
СОДЕРЖАНИЕ
..
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
7
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
8
ВВЕДЕНИЕ
9
1
Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира
10
2
Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан
18
2.1
Агроклиматические, почвенные и гидрогеологические ресурсы
природных зон
18
2.2
Водоземельные ресурсы и состояние ирригации в РК
24
2.3
Техническое состояние ирригационных систем и средств орошения в Республике Казахстан
26
3
Состояние ирригации в Жамбылской области
30
3.1
Природно-хозяйственные ресурсы и состояние ирригации в
Шу-Таласском ВХБ
30
3.2
Обеспеченность водными ресурсами для развития ирригации
35
4
Технология капельного полива сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области
37
5
Технология мелкодисперсного дождевания сельскохозяйственных культур в орошаемом земледелии для условий Жамбылской области
68
5.1
Структура кормовых севооборотов с учетом требований
Водосбережения
68
5.2
Технология возделывания кормовых культур при мелкодисперсном дождевании для условий Жамбылской области
70
6
Расчет экономической эффективности внедрения водосберегаюшей технологии орошения.
103
7
Охрана труда и техника безопасности
106
8
Требования к охране окружающей среды
107
Заключение
108
Список использованной литературы
110
Приложения
112
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В дипломной работе использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 7.1-84 Система стандартов по информации, библиотечному издательскому делу. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления
ГОСТ 7.32-2001 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.
ГОСТ 7.12-93 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Сокращение слов на русском языке. Общие требования и правила.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
В дипломной работе применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращениями.
Орошаемое земледелие - земледелие, ведущееся с применением искусственного орошения. Орошаемое земледелие особенно эффективно в районах с засушливым климатом.
Орошение земель - искусственное пополнение влаги в почве для повышения ее плодородия.
Способы орошения - комплекс определенных мер и приемов распределения воды на поливном участке иили превращения водного потока в почвенную и атмосферную влагу:
- поверхностное орошение - орошение земель с распределением воды по их поверхности.
- дождевание - поверхностное орошение, при котором вода разбрызгивается специальными машинами или установками.
- капельное орошение - локальное орошение с помощью поливных капельниц.
- внутрипочвенное орошение (ВПО) - орошение земель внутрипочвенными увлажнителями.
Оросительный период - часть вегетационного периода от начала первого полива до окончания последнего полива сельскохозяйственной культуры.
Орошаемые сельскохозяйственные угодья - земли, пригодные для сельскохозяйственного использования и полива и имеющие оросительную сеть, связанную с источником орошения.
Полив - однократное искусственное увлажнение почвы иили приземного слоя атмосферы.
Поливной участок - участок орошаемых земель, обслуживаемый одним оросителем при одинаковых способах полива, поливной технике и режиме орошения.
Водопотребление (эвапотранспирация) - количество воды, требующееся для культуры или севооборота за определенный период времени и обеспечивающий развитие растений в полевых условиях.
Ирригация - комплекс мелиоративных мероприятий по улучшению водного баланса используемых в сельском хозяйстве земель. Ирригация предусматривает рациональное использование воды, исключение засоления, переувлажнения и т.д.
ГОСТ - государственный стандарт.
ОПУ - опытно-производственный участок.
УГВ - уровень грунтовых вод.
РК - Республика Казахстан.
КПД - коэффициент полезного действия техники полива.
Мнт - оросительная норма нетто.
Мбр - оросительная норма брутто.
ВВЕДЕНИЕ
Современный этап развития сельскохозяйственного производства в странах мира характеризуется повышенным интересом к вопросам рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. При этом движущей силой развития современных систем управления природной средой являются противоречия между практически неограниченными потребностями развивающего человечества и ограниченными возможностями использования ресурсов, в том числе водных для развития сельскохозяйственного производства. Это обусловливается, прежде всего, всевозрастающими темпами вовлечения природных ресурсов в производство, истощением их запасов и ухудшением качества.
Повышение продуктивности использования воды в сельском хозяйстве для увеличения производства пищевых продуктов в целом по миру является актуальным направлением [1].
Обеспечение рационального использования воды в орошаемом земледелии должно стать основным направлением, определяющим водохозяйственную политику при осуществлении мелиоративных мероприятий с использованием передовых ресурсов и природосберегающих технологий полива.
Передовые технологии эффективного использования водных ресурсов в мире включают набор стратегических рекомендаций для улучшения доступных объемов водных ресурсов в сторону их увеличения:
− всевозможные сооружения, предназначенные для накопления и сохранения дождевой воды и воды при чрезвычайных климатических явлениях, таких как паводки, таяние ледников, ливни повышенной интенсивности, которые в будущем будут происходить с меньшей частотой, восполнение запасов подземных вод;
− использование сточных вод на орошение. В развивающихся странах примерно 10% всех орошаемых земель используют этот ресурс;
− создание оросительных систем нового поколения с малообъемным орошением (капельным, мелкодисперсным, комбинированным), водооборотных систем с технологическими узлами по очистке и кондиционированию дренажно-сбросных вод. Это позволит экономить на орошение до 20% пресной природной воды
В Казахстане задачи, стоящие перед сельским хозяйством направлены на снижение затрат воды на единицу продукции урожая путем повышения эффективности их использования, которая достигается в результате создания ирригационных систем нового поколения, инженерных ирригационных каналов, замене открытых каналов трубопроводами, замещением технологии поверхностного полива технологией дождевания и капельного орошения.
В дипломной работе использованы материалы ТОО КазНИИВХ и Методические указания для дипломного проектирования [2].
1 Существующие технологии и технические средства ирригации в странах мира
Современный этап индустриально-инновационного развития ирригации имеет свои характерные особенности, учет которых необходим при формировании требований к технологиям и техническим средствам орошения. Важное обстоятельство, характеризующее современный этап интенсификации развития ирригации - ресурсосбережение. Экономное использование трудовых, материальных, земельных, а также водных и энергетических ресурсов с учетом роста дефицита последних должно явиться основой развития ирригации на ближайшую и дальнюю перспективу. Для большинства районов стран мира определяющим будет являться дефицит водных ресурсов. Поэтому снижение потерь воды и повышение продуктивности ее использования при орошении становятся особенно актуальными, а требования к технике полива и водоподводящей сети еще более высокими. Обеспеченность водными ресурсами позволяет повысить сельскохозяйственное производство и экономическую жизнеспособность региона.
Ирригационный сектор должен быть направлен на производство урожая с меньшими затратами воды и энергии и обеспечивать защиту окружающей среды. Необходимо признать, что строительство новых дамб и каналов уменьшилось и должна предусматриваться реорганизация и модернизация существующих для удовлетворения современным требованиям.
В орошаемом земледелии применяются пять способов полива: поверхностный, дождевание, капельный, внутрипочвенный, мелкодисперсный.
Основные требования, предъявляемые к способам и технике полива:
- равномерное распределение по площади и глубине корнеобитаемого слоя расчетного количества воды в необходимые сроки;
- исключение непроизводительных потерь воды на просачивание в глубокие слои, на сбросы, испарение;
- обеспечение высокого коэффициента использования воды (не менее 0,95-1,0);
- сохранение структуры почвы;
- предупреждение засоления и заболачивания почвы;
- обеспечение высокой производительности труда на поливе, наибольшей механизации и автоматизации полива, рационального использования земель.
При поверхностном способе орошения почва увлажняется поглощением воды, подаваемой на поверхность орошаемого участка. Применяется при орошении с большими поливными (более 800 -- 1000 м[3]га) и оросительными нормами; на засоленных почвах, требующих промывки; в районах с сильными ветрами; на спланированной поверхности полей при благоприятных уклонах с водопроницаемыми почвами; на тяжёлых или легко заплывающих почвах при большом водопотреблении сельскохозяйственных культур.
Дождевание обеспечивает периодическое аккумулирование воды в верхних слоях почвы; увлажняет не только почву, но и растения, что активирует их физиологические процессы; меньшую глубину увлажнения; возможность частых поливов малыми нормами с равномерным режимом влажности почвы; влияет на микроклимат приземного слоя воздуха. Отсутствие поливной сети улучшает условия работы сельскохозяйственных машин и орудий.
При капельном орошении вода непрерывно подается через капельницы в почву к корням растений, создается возможность внесения растворимых удобрений, обеспечивается значительная экономия поливной воды, автоматизация процесса полива.
Внутрипочвенное орошение обеспечивает непрерывное водоснабжение растений; капиллярное увлажнение верхних слоев почвы; поддерживает определенную глубину увлажнения; значительно уменьшает испарение воды с поверхности почвы; не стесняет работу сельскохозяйственных машин.
Мелкодисперсное (аэрозольное) орошение обеспечивает периодическое смачивание листьев и стеблей растений малыми дозами мелкими частицами воды, снижая при этом температуру воздуха и растений и повышая фотосинтез растений. Технология мелкодисперсного дождевания применяется в комплексе с другими способами полива.
Применение того или иного способа полива зависит от сельскохозяйственной культуры, а также от почвенных, рельефных, гидрогеологических, климатических условий и уровня развития сельскохозяйственного производства.
В настоящее время поверхностный полив (по бороздам, по полосам и 4затоплением) (рисунок 1) остается самым распространенным способом полива во многих странах Америки и Азии. При ручном немеханизированном поливе коэффициент равномерности увлажнения по ширине поля составляет 0,3-0,5, а по длине - 0,4-0,6, а в целом по полю 0,2 (0,4*0,5 = 0,2). А это означает, что только на 20% его площади выдерживается заданный режим увлажнения и обеспечивается максимальная урожайность, а остальной - она ниже [3].
Рисунок 1 - Поверхностный полив по бороздам
Поверхностные способы орошения обладают целым рядом достоинств, вместе с тем имеют и существенные недостатки. КПД полива здесь не превышает 0,54-0,69, потери воды на поверхностные сбросы и глубинную фильтрацию изменяются от 25 до 48%, а эрозия почвы достигает 100-150 тыс. тга в год, все это ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, другим негативным последствиям [4].
Спланированность поля и применение технических средств подачи воды на орошаемый участок способствуют равномерному распределению воды в борозды (полосы, чеки), обеспечивая качественный полив.
С этой целью применяются распределительные и поливные трубопроводы (гибкие трубопроводы (шланги) из специальной капроновой (мелиоративной) ткани и стабилизированного полиэтилена низкой плотности, полужесткие разборные трубопроводы из полимерно-металлических труб, жесткие разборные стальные и алюминиевые трубопроводы). При поверхностном поливе и уклонах местности более 0,003 предусматривается самотечно-напорная трубчатая оросительная сеть.
Равномерность распределения воды из выводной борозды и временного оросителя достигается путем разбивки их на отдельные отсеки и поддержания одного уровня в каждом отсеке при помощи средств малой механизации (трубок, щитков, оголовков борозд, сифонов, салфеток), позволяющих облегчить труд поливальщиков, увеличить производительность труда и рационально использовать оросительную воду [5].
Для механизации поверхностного полива применяются поливные шланговые машины типа ППА-300, навешиваемые на трактор и представляющие собой низконапорную насосную станцию, агрегатируемую с намоточным устройством для раскладки и сборки гибких трубопроводов.
Для проведения вегетационных, влагозарядковых и промывных поливов предназначен поливальщик-трубоукладчик ПТ-250, включающий труботранспортер ТТН-250; комплект разборного оросительного трубопровода ТОР-250 из полиэтиленовых труб, армированных металлической сеткой; передвижную насосную станцию СНП-1505А.
При поливе по экранированным бороздам устраняется ирригационная эрозия и поэтому удельный вес смыва почвы принимается равным нулю. На участках с экранированными бороздами устраняется необходимость проведения послеполивных культиваций, появляется возможность проведения частых поливов небольшими нормами [6]. Полив с пленочным покрытием (ППП) используется в Китае главным образом при выращивании хлопчатника, кукурузы, бахчевых и овощных культур, применяется также и при выращивании пропашных культур [7].
Одним из приемов повышения эффективности орошения на основе водосбережения является дискретный полив.
Для проведения дискретного полива рекомендуются переносные комплекты дискретного полива клапанного типа (КДП-К, КДП-У), предназначенные для позиционного полива пропашных сельскохозяйственных культур по бороздам и дискретной водоподачей на участках с лотковой или закрытой самонапорной оросительной сетью.
Техническое средство гидроавтоматизации водораспределения (Казахстан, КазНИИВХ) выполняет дискретную технологию полива на составляющих элементах оросительной сети для обеспечения рационального режима орошения путем соблюдения заданных параметров технологии возделывания сельскохозяйственных культур, позволяет исключить непроизводительные сбросы воды, снизить потери воды на глубинную фильтрацию и довести КИВ до 70-80%.
Для механизации полива пропашных низкорослых сельскохозяйственных культур по длинным 400-метровым бороздам с рассредоточенной подачей воды по их длине рекомендуются поливные шлейфовые машины ТКУ-00и ТКП-90 (ВНИИ Радуга), представляющие собой передвижные колесные трубопроводы типа ДКШ-64 Волжанка и ДКН-80, на которых, вместо дождевальных аппаратов через каждые 50 м установлены вращающиеся муфты, оснащенные 18-27-метровыми поливными шлейфами с водовыпусками для подачи постоянных расходов в поливные борозды до 0,2 лс.
Для устранения размыва почвы, смыва плодородного слоя, больших потерь воды на фильтрацию ниже корнеобитаемого слоя почвы и поверхностного сброса с полей при проведении поливов по бороздам на землях с большими уклонами местности рекомендуется технология полива с плёночным покрытием, в котором отверстия перфорации расположены по откосам борозды (рисунок 2). Мульчирование почвы полиэтиленовой пленкой способствует получению высокого урожая, формированию благоприятного теплового и водного режимов, способствует интенсивному развитию корневой системы, которая наиболее полно использует запасы питательных элементов почвы. При поливе по мульчированным пленкой бороздам устраняется ирригационная эрозия почвы.
Рисунок 2 - Технология полива с плёночным покрытием
Преимущества поверхностного полива указывают на возможность дальнейшего его применения в любом регионе мира. При этом качественная подготовка земель для применения такого полива, использование средств автоматизации и механизации водораспределения по полям, соблюдение техники и режима полива, дополнительное использование каких-либо средств для уменьшения и даже исключения потерь воды в процессе выполнения такой технологии позволят сократить затраты воды на выращивание сельскохозяйственных культур.
Дождевание и капельное орошение в современном мире являются эффективными ресурсосберегающими технологиями орошения. Различают поверхностное и подпочвенное капельное орошение. Установки подпочвенного капельного орошения при должном управлении обеспечивают водную эффективность до 95% в соответствии с типом почв [8].
Многообразие природно-климатических и хозяйственных условий определило многотипность применяемой дождевальной техники.
При дождевании находят применение стационарные системы с надземной распределительной сетью (рисунок 3) [9], широкозахватные дождевальные машины кругового и фронтального действия (рисунок 4); полигонного и барабанного типа (рисунок 5); стационарные системы импульсного действия (рисунок 6); дождевальные шлейфы; дальнеструйные дождевальные машины с забором воды из каналов и закрытой сети (рисунок 6).
Основные прогрессивные тенденции развития техники дождевания: максимальное рассредоточение поливного тока по площади и (или) во времени, внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий полива, многофункциональное использование оросительных систем и поливной техники, обеспечивающих получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях.
Рисунок 3 - Стационарные оросительные системы IrriStand (Израиль)
Рисунок 4 - Широкозахватные дождевальные машины
Рисунок 5 - Дождевальная машина барабанного типа
Рисунок 6 - Комплект
синхронно-импульсного дождевания КСИД-1
Производством всевозможных дождевальных машин и установок в мире занято множество фирм в Германии (HÜDIG,Bauer, Beinlich); США (Valley,RainBird, LINDSAY); Италии(Ocmis, IRRIMEC, NETTUNO); Испании(CHAMSA, RKD); Ningbo, Китая(RainfineIrrigationCo., Ltd), России (Волгоградский завод оросительной техники, Кропоткинский машиностроительный завод Радуга) и других странах.
Известные системы капельного орошения в основном включают в себя: узел подготовки и распределения воды (насосная станция, средства автоматизации управления, фильтры грубой и тонкой очистки оросительной воды, запорно-регулирующая арматура), транспортирующие и поливные трубопроводы, устройство для подготовки и ввода удобрений, микроводовыпуски (капельницы), линии связи (рисунок 8).
а - водозабор от шланга
б - водозабор из канала
Рисунок 7 - Фронтальные дождевальные установки фирмы Valley (США) с забором воды из закрытой сети и канала
Метод капельного полива используется для выращивания большинства видов сельскохозяйственной продукции на почвах любого типа и с оросительной водой даже самого плохого качества. Капельное орошение экономически обоснованный и экологически безопасный способ полива садов, виноградников, ягодников, овощей и бахчевых культур в условиях открытого грунта, а также сельскохозяйственных культур в теплицах и на садово-огородных участках. Урожайность при таком орошении повышается на 40-50%, уменьшается расход воды, предотвращается засоление почвы [10].
К основным преимуществам капельного орошения относят оптимальную влажность и развитие корневой системы, аэрацию почвы, однородность продукции, улучшенное питание, защиту растений, предотвращение эрозии почвы, значительную экономию воды, раннее созревание, снижение риска заболеваний растений, уменьшение энергетических и трудовых затрат, возможность выращивания растений на умеренно-засоленных почвах.
Наиболее распространенными для орошения являются системы капельного полива производства Netafim, NaanDanJainIrrigation (Израиль); T-Systems (США); EOLOS(Греция); Гидролайт (Украина); ряда фирм Турции и Китая. Капельницы имеют расход от 1 до12 лч при рабочих давлениях от 0,05 до 0,4 МПа, коэффициент вариации (CV) при этом составляет менее 4% [11,12,13]
Система подпочвенного орошения включает водозаборное сооружение, насосную станцию, оросительную, увлажнительную и водоотводящую аэрационную сети с соответствующими сооружениями и арматурой на них. Особенности систем орошения определяются в основном конструкцией увлажнителей и материалом, из которых они изготовлены. Водоподводящая сеть состоит из магистрального, распределительных и оросительных трубопроводов, питающих увлажнителей. Аэрационная сеть предназначена для отведения поливной воды из увлажнительной и оросительной сети в межполивной период, а также при переувлажнении почвы во время затяжных дождей и весеннего стока. Эту сеть используют также для проведения промывки самой системы (рисунок 9).
Рисунок 8 - Капельное орошение
Рисунок 9-Подпочвенное орошение
Мелкодисперсное дождевание сельскохозяйственных культур в настоящее время широко применяется в США, Англии, Канаде, Италии, Германии и в других странах (рисунок 10).
Рисунок 10 - Мелкодисперсная дождевальная установка
В США (штат Миннесота) для снижения температуры воздуха над посадками картофеля применяют специальное малообъемное дождевание мелкорассеянной водой. При таком малообъемном дождевании температура листьев снижается на 5-15ºC по сравнению с неорошаемым участком. Во время работы дождевальной установки происходит небольшое снижение температуры почвы, растения и почва меньше испаряют влагу. Малообъемное опрыскивание снижает внутренний водный дефицит в листьях, сохраняет в них состояние тургора. Устьица более продолжительное время находится в открытом состоянии повышенной активности фотосинтеза.
На мировом рынке стационарные и другие оросительные системы широко представлены рядом ведущих фирм США, Германии, Италии и др.
Анализ применяемых технологий и технических средств полива в странах мира позволяет сделать вывод, что наиболее перспективными, с точки зрения экономии воды и энергоресурсов, являются капельное орошение и дождевание. При этом капельное орошение в сравнении с дождеванием обладает явным преимуществом за счет меньших в целом затрат воды и энергии на создание единицы сельскохозяйственной продукции и может быть рекомендован для стран с недостатком оросительной воды (Азия, Африка), где основным способом полива является поверхностный.
Капельное орошение является экономически обоснованным и экологически безопасным способом полива, при котором вода подаётся небольшими порциями к корням растений из надземных трубопроводов сквозь щелевидные отверстия в поливных лентах. Сущность этого орошение в том, что поливается не земля, а растение (90-95% воды подается к корням)
Основным преимуществом капельного орошение является экономия воды. Предотвращение ирригационной эрозии - одно из главных преимуществ капельного орошения. Щадящий режим полива при капельной технологии исключает тяжелые последствия, как безвозвратный размыв плодородного слоя почвы и ухудшение её водно-физических свойств. Существенным преимуществом капельного способа орошения является улучшение фитосанитарного состояние полей. Локальность увлажнения поверхности почвы ограничивает прорастания семян сорняков и развитие сорных растений.
В регионах с засушливым климатом и острой нехваткой поливной воды капельное орошение является жизненной необходимостью, спасением и решением большой проблемы.
2 Оценка природно-хозяйственных ресурсов и современное состояние ирригации в Республике Казахстан
Казахстан расположен в центре Евразии, между 39[о]49[′] и 55[о]22′ северной широты и занимает территорию в 2715 тыс. км[2]. Она простирается с запада на восток на расстоянии 2925 км, и с севера на юг - 1600 км. Большая часть территории - равнина, расположенная в основном в пределах трех широтных природных зон: степной, полупустынной, пустынной. В самой северной части в пределах Казахстана имеется небольшой участок лесостепей. На юге и на востоке расположены горные и предгорные зоны.
2.1 Агроклиматические, почвенные и гидрогеологические ресурсы природных зон
Агроклиматический потенциал. Климат в Казахстане умеренно-засуш-ливый, и суховейно-засушливые типы погоды характерны для теплого полугодия. Повторяемость сухих лет возрастает с севера на юг республики, чему благоприятствует резко континентальный климат в сочетании с незначительным увлажнением в условиях высокой термической напряженности.
Благодаря южному положению и небольшой облачности наблюдается значительная солнечная радиация. Продолжительность солнечного сияния составляет 2000 часов на севере до 3000 на юге, т.е. в 1,5 раза больше, чем на севере. Суммарная радиация увеличивается с севера на юг с 4,2-5,2 Джм[2] до 5,7-6,5 Джм[2].
Переход к устойчивым средним суточным температурам выше 10[о] (период активной вегетации) на севере республики наступает в первой декаде мая и заканчивается во второй декаде сентября. Этот период составляет в лесостепной зоне 128-135 дней, в степной зоне - 134-155, в полупустынной - 135-170 дней. В полупустынной и пустынной зонах Казахского мелкосопочника продолжительность периода с температурой выше 10[о] короче по сравнению с равнинными территориями, расположенными западнее, на 8-12 дней. В пустынной зоне начало периода с температурой выше 10[о] приходится на вторую декаду апреля, окончание на первую декаду октября. Продолжительность вегетационного (безморозного) периода на юге страны в равнинной части колеблется от 160 до 200 дней, в горной - от 110 до 150 дней [12].
Потребность растений в тепле принято выражать суммой температур выше определенных пределов. Термические ресурсы в виде такого показателя в различных частях республики изменяются в очень широких пределах. Так, сумма температур выше +5[о] увеличиваются от северных районов к южным с 2300-2400[о]С до 4600-4700[о]С, выше +10[о] - от 2050 до 4500[о]С и выше 15[о] - от 1400 до 4000[о]С. Наиболее обеспеченными теплом являются южные равнинные районы Казахстана, наименее - северные и менее всего - горные и высокогорные.
Большие тепловые ресурсы климата обусловливают высокую испаряющую способность атмосферы на большой части территории Казахстана. Величина испаряемости за теплый период (апрель-сентябрь) изменяется в среднем от 500 на севере до 1700 мм на юге, в зоне пустынь. В предгорных районах юга, юго-востока и востока Казахстана испаряемость, по мере увеличения высоты местности над уровнем моря, снижается.
Среднегодовое количество осадков в лесостепной зоне составляет 350 мм, в степной зоне - 290 мм. Распределение осадков в течение вегетационного периода крайне неравномерно по зонам и по годам. На севере степной зоны максимум осадков приходится на вторую половину июнь-июль. По мере продвижения к югу максимум осадков перемещается на ранневесенний период.
На территории южного региона осадки распределяются неравномерно. Так, на равнине (в пустынной предгорной полупустынной зоне) сумма осадков за год колеблется от 160 до 250, а в предгорной и горной полосе от 400 до 550 мм. Весьма неравномерно распределены осадки и по временам года. Летом выпадает наименьшее количество осадков: на равнине 10-15% годовой суммы, в предгорных и южных районах - около 20%.
Для оценки увлажнения территории республики нами применен показатель увлажненности - коэффициент увлажненности (Ку), определяемый отношением влагообеспеченности за биологически активный период к испаряемости за тот же период. Коэффициенты увлажненности картированы по территории Казахстана в виде изолиний (рисунок 1). Выделенные зоны увлажненности в основном совпадают с границами природных зон (таблица 1).
Таблица 1 - Агроклиматические зоны увлажненности Казахстана и соответствующие им природные зоны
Показатель увлажненности Ку
Зоны увлажненности
Соответствующие природные зоны
Шифр
Основные типы почв
›0,50
Умеренно засушливая
Лесостепь
ЛС
Обыкновенные среднегумусные черноземы
0,5-0,4
Засушливая
Засушливая степь
ЗС
Южные черноземы
0,4-0,3
Умеренно сухая
Сухая степь
СС
Темнокаштановые почвы
0,3-0,2
Сухая
Полупустыня
ПП
Светлокаштановые
0,2-0,1-0,2
Очень сухая
Пустыня
Пс
Пю
Бурые, серо-бурые,
светлые, сероземы
0,2-0,3
Сухая предгорная
Предгорные полупустыни
ППП
Сероземы
0,3-0,5
Засушливая горная
Предгорные и горные степи
ПГС
Темнокаштановые
›0,5
Умеренно-засушли-вая и влажная горная
Горные степи и леса
ГС
Горные типы почв
Зона пустынь разделяется на две широтные подзоны: северную (Пс) - от 48[0]00[] до 47[0]00[]с.ш. и южную (Пю) - от 47[0]01[] до 39[0]49 с.ш.
По природно-климатическим условиям и степени использования водных ресурсов в растениеводстве территорию республики можно условно разделить на два региона - южный - четыре южных областей (Алматинская, Жамбылская, Кызылординская и Южно-Казахстанская), где накоплен многовековой опыт орошаемого земледелия, и остальную территорию, где оно начало развиваться сравнительно недавно - северный (рисунок 11).
Рисунок 11 - Схематическая карта увлажненности территории
Республики Казахстан
Почвы природных зон. Распределение типов почв по природным зонам на территории республики подчинено законам горизонтальной и высотной почвенной зональности (рисунок 12).
Рисунок 12 - Схема почвенно-географических зон Казахстана
В лесостепи зональным типом почв являются черноземы выщелоченные и обыкновенные. Они расположены на возвышенных, дренированных элементах рельефа, имеют небольшую (30-60 см) мощность гумусового горизонта.
В засушливой степи основу почвенно-мелиоративного фонда перспективных районов орошения составляют черноземы южные, отличающиеся от обыкновенной меньшей мощности и гумусностью, высоким положением линии вскипания.
В зоне сухих степей мелиоративный фонд составляют темно-каштановые и каштановые почвы. Мощность гумусового горизонта у темно-каштановых почв 35-50 см, содержание гумуса 3,5-4,5 %. Основная часть гумуса содержится (75 %) в полуметровом слое.
В полупустынной зоне преобладают светлокаштановые почвы. Они занимают южные части Западно-Казахстанской, Актюбинской, Карагандинской, Павлодарской и Восточно-Казахстанской областей. Механический состав, как и у темнокаштановых почв, может быть различным. Преобладают разновидности тяжелого механического состава, а в Уильском и Иргизском районах Актюбинской области и в Прииртышье - разновидности легкого механического состава. Гумуса содержится в верхнем горизонте 2-3 %.
Пустыня северная. Зона бурых почв охватывает самый юг Западно-Казахстанской, большую часть Атырауской, самые южные части Актюбинской, Карагандинской, Костанайской, Восточно-Казахстанской областей. Бурые почвы по сравнению со светлокаштановыми более светлой буровато-сероватой окраски, верхний горизонт мощностью в среднем около 15 см, он, как правило, совершенно бесструктурен, гумуса содержит 1-2 %.
Пустыня южная. В регионе происходит следующее чередование: почвы в северной части Кызылординской области относятся к зоне бурых почв. Зона серо-бурых почв охватывает южную часть Кызылординской области и северные части Южно-Казахстанской, Жамбылской и Алматинской областей. В предгорной части республики, в пределах Южно-Казахстанской, Жамбылской и Алматинской областей расположены сероземы. В предгорных и горных зонах юга и юго-востока республики, наблюдается высотная почвенная зональность. Здесь с повышением абсолютной высоты сероземы сменяются каштановыми почвами, затем последовательно, черноземами, горно-лесными и горно-луговыми субальпийскими и альпийскими почвами.
Гидрогеологические условия. В пределах лесостепной и степной зон выделены три гидрогеолого-мелиоративных области. Первый их них - аккумулятивные плоские озерные равнины, расположенные в пределах Западно-Сибирской низменности, Тургайского прогиба, Казахского мелкосопочника и приуроченные к крупным озерам котловинам с глубиной вреза до 100 м.
Ко второму типу земель относятся пологоволнистые аккумулятивные аллювиальные террасированные равнины. Они представлены комплексом разновозрастных террас рек юга Западной Сибири, Тургая, Казахского мелкосопочника. Грунтовые воды аллювиальных равнин имеют различный химический состав (от гидрокарбонатного до хлоридного), с пестрой минерализацией: от пресных до соленых. Глубина грунтовых вод 1-3, реже 3-5 м.
Третий тип земель объединяет территории, приуроченные к аллювиально-пролювиальным равнинам. Предгорные и высокие водораздельные равнины сильно расчленены овражно-балочной, речной сетью и сложены водопроницаемыми отложениями. Глубина залегания грунтовых вод варьирует в широких пределах от 2-5 до 50-80 м, как правило, более 10 м.
Грунтовые воды на территории орошаемых земель в южном регионе залегают на различных глубинах в зависимости от рельефа, водных источников и состояния ирригации. В орошаемой зоне выделяют четыре гидрогеологических района, характерных для всех предгорий южного региона страны. Первый гидрогеологический район занимает полосу низких предгорий зоны формирования грунтовых вод с различной глубиной залегания. По химическому составу воды слабоминерализованы, плотный остаток составляет 0,3-0,7 гл. Глубина залегания грунтовых вод - более 10 м от поверхности. Второй гидрогеологический район занимает большую часть наклонной равнины зоны формирования и транзита пресных подземных вод. Третий гидрогеологический район относится к сазовой полосе выклинивания грунтовых вод. Расположен он у основания конусов выноса. Глубина залегания грунтовых вод от 0,3-0,8 м - на пониженных заболоченных участках и до 1,5-4 м - на слабо повышенных или хорошо дренированных участках. Четвертый гидрогеологический район занимает слабо наклонную равнину. Это район распространения грунтовых вод с разгрузкой их по долинам рек. Воды c пестрой минерализацией, преимущественно сильно минерализованные, с плотным остатком более 10 гл.
Анализ агроклиматических ресурсов, количественная и качественная их оценка в различные годы и внутригодовые периоды, а также оценка почвенных ресурсов и гидрогеологические условия природных зон перспективных и существующих орошаемых регионов позволяет в целом оценить природные ресурсы в системе климат-почва-растение по агроклиматическим (природным) зонам. Краткая характеристика природных ресурсов в системе климат-почва-растение по агроклиматическим зонам южного региона приведены в таблице 2.
Природные ресурсы южного региона при создании благоприятных условий увлажнения, в течение вегетационного периода растений обеспечивают высокую продуктивность орошаемого земледелия.
Таблица 2 - Природные ресурсы в системе климат-почва-растение в
Южном регионе
Характеристика
Агроклиматические (природные) зоны
очень сухая (пустыня)
сухая предгорная (предгорная полупустыня)
засушливая горная (предгорная степь)
умеренно-засушливая (горная степь)
Климат
- сумма температур 10[0]С
3500
3000-3200
2600-2700
до 2300
- осадки, мм
160-200
160-250
400-450
450-550
- испаряемость, мм
1100-1500
1000-1300
550-900
400-600
Продолжение таблицы 2
- коэффициент увлажнения, (Ку)
=0,10-0,20
0,20-0,30
0,30-0,50
0,50
- вероятность засухи, %
100
98-100
40
34
Почвы (зональные)
бурые, серо-бурые
сероземы
каштановые
горные черноземы
Агрогидрологическая характеристика
- объемная масса (слой 0-100 см), гсм[3]
тяжелосуглинистые
среднесуглинистые
легкосуглинистые
1,55
1,48
1,52
1,43
1,36
1,39
1,36
1,38
1,44
-
1,18
-
- наименьшая влагоемкость (слой 0-100 см), %
тяжелосуглинистые
среднесуглинистые
легкосуглинистые
22,1
20,2
15,8
20,3
19,7
15,6
23,9
18,9
18,4
-
29,0
-
Параметры мелиоративного режима
- содержание легкорастворимых солей, %
0,10-0,30
0,10-0,30
-
-
- рН
7,0-8,3
7,0-8,3
7,0-8,3
-
- емкость поглощения, мг-экв100 г
10-20
10-20
10-20
-
- ППК, %
3,0-5,0
3,0-5,0
3,0-5,0
-
Пищевой режим (слой 0 - 60 см)
- гумус (слой 0-30 см), %
1,0-1,5
1,0-2,0
2,5-3,5
... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
