Подача воды на орошение земельных участков с использованием самотечного водовода
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
Казахский национальный аграрный университет
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
Кадыров Д.С
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Подача воды на орошение земельных участков с использованием самотечного водовода
5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы 2018
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
Казахский национальный аграрный университет
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
на тему: Подача воды на орошение земельных участков с использованием самотечного водовода
Объем, стр._______
Количество чертежей
и иллюстрационных материалов __
Приложений ____
Выполнил (а) Кадыров Диас Сабырұлы
Допущен к защите _________________2018 г.
Заведующий кафедрой _________________ Саркынов Е.
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель _________________ Саркынов Е.
(подпись) (Ф.И.О.)
Консультанты по специальным разделам:
______1__________ _______________ Жакупова Ж.З.
(раздел) (подпись) (Ф.И.О)
______2__________ _______________ Зулпыхаров Б.А.
(раздел) (подпись) (Ф.И.О)
Нормоконтроль _______________ Ануарбеков К.К.
(подпись) (Ф.И.О)
Рецензент _________________ Омаров Р. А.
(подпись) (Ф.И.О.)
АЛМАТЫ 2018 г.
Казахский национальный аграрный университет
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
Специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта (работы)
Студенту Кадырову Диасу
Тема проекта (работы) Подача воды на орошение земельных участков с использованием самотечного водовода
утверждена приказом по университету №____ от _______________2017 г.
Срок сдачи законченного проекта (работы) __________________2018 г.
Исходные данные к проекту (работе): Характеристика объекта исследования (план землепользования ТОО Еген Жер, природно-хозяйственные условия, производственная направленность, водоисточники орошения); данные проекта ТОО Еген Жер по вновь осваиваемым земельным участкам для выращивания сх культур; расположение на плане системы орошения с отметками рельефа местности: водонакопительно-распределительного водоёма, основных точек самотечного и напорного водоводов; данные об орошаемых земельных участках (площадь в га, отметки основных точек, нормы полива в м[3]га, вид выращиваемых сх культур и ср. затраты в тнгга); гидротехнические сооружения на объекте и др. оборудование.
Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте (работе) вопросов:
1. Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер в соответствии с водным Кодексом.
2. Расчет основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение земельных участков из водонакопительно-распределительного водоема.
3. Расчет самотечного и напорного водоводов для подачи воды на орошение земельных участков.
4. Технико-экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта.
Перечень графического материала (при необходимости):
1. Основные сведения о дипломном проекте (тема, цель, объект исследования и задачи выполняемых работ).
2. План системы орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области.
3. Схема водоводной системы полива земельных участков.
4. Продольный профиль водонакопительно-распределительного водоёма.
5. Характеристика водонакопительно-распределительного водоёма.
6. Технико-экономические показатели эффективности предложенного дипломного проекта.
Рекомендуемая основная литература: 1. Смагин В.Н. и др. Курсовое и дипломное проектирование по сх-ному водоснабжению. - М.: Агропромиздат, 1990. - 330 с.
2. Потапов В.М. и др. Использование водной энергии. - М.: Колос, 1972. - 343с.
3. Ерхов Н.С. и др. Сельскохозяйственная мелиорация и водоснабжение. - М.: Колос, 1983.
4. Усаковский В.М. Водоснабжение и водоотведение в сх-ве. - М.: Колос, 2002. - 328 с.
5. Смоляр В.А. и др. Водные ресурсы Казахстана (подземные и поверхностные воды, современное состояние) Справочник. Алматы: НИЦ Ғылым, 2002. - 596 с.
Консультанты по специальным разделам проекта (работы)
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
1
Жакупова Ж.З.
2
Зулпыхаров Б.А.
Заведующий кафедрой _____________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель дипломного проекта (работы) __________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Задание принял
к исполнению, студент ________________2017 г. Кадыров Д.С.
(подпись, Ф.И.О.)
График
выполнения дипломного проекта
№ пп
Перечень разделов и разрабатываемых вопросов
Сроки представления руководителю
Примечание
1.
2.
3.
4.
Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер в соответствии с водным Кодексом РК.
Расчет основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение земельных участков из водонакопительно-распределительного водоема.
Расчет самотечного и напорного водоводов для подачи воды на орошение земельных участков.
Технико-экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта
15.03.2018 г.
31.03.2018 г.
23.04.2018 г.
5.05.2018 г.
Заведующий кафедрой _____________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель дипломного проекта (работы) __________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Задание принял
к исполнению, студент ________________2017 г. Кадыров Д.С.
(подпись, Ф.И.О.)
СОДЕРЖАНИЕ
Аңдатпа ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
8
Annotation ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
9
ВВЕДЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
10
1
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ... ...
13
1.1
Характеристика объекта исследования ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
13
1.2
Состояние системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
17
1.3
Существующие направления технологии подачи воды на орошаемые земли в исследуемой зоне ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
20
1.4
Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйств Алматинской области ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
23
1.5
Мероприятия по охране окружающей среды ... ... ... ... ... ... ... .. ...
27
2
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИНЯТОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ИЗ ВОДОНАКОПИТЕЛЬНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВОДОЁМА ... ..
28
2.1
Методика расчета основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
28
2.2
Обоснование параметров водонакопительно-распределительного водоёма ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
31
2.3
Гидротехническое исполнение водонакопительно-распределительного водоёма ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
34
2.4
Характеристика водонакопительно-распределительного водоёма ... ...
36
3
РАСЧЕТ САМОТЕЧНОГО И НАПОРНОГО ВОДОВОДОВ ДЛЯ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ... ... .
43
3.1
Расчет самотечного водовода для подачи воды на орошение земельных участков ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
43
3.2
Расчет напорного водовода для подачи воды на орошение труднодоступных земельных участков ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
3.3
Производство монтажных работ. Эксплуатация, техника безопасности и экологическое воздействие на окружающую среду ... ... ... ... ... ...
53
4
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННОГО ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
58
4.1
Выбор методики обоснования эффективности проекта ... ... ... ... ... .
58
4.2
Исходные данные для расчета эффективности проекта ... ... ... ... ... .
61
4.3
Расчет экономической эффективности проекта ... ... ... ... ... ... ... ...
62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ... ... ... ... ... ... . ... .
72
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Затраты на реализацию проекта ... ... ... ... ... ... .
75
Аңдатпа
Еген Жер ЖШС суландыру жүйелеріне өздігінен ағатын және қысым құбырды пайдаланып су беру арқылы дипломдық жобаның мақсаты шешілген, сонымен қатар суармалы жерлердің суаруын 100 пайызға қамтамасыз етіледі және ауыл шаруашылығы дақылдарының тұрақты егін алуға мүмкіндік етіледі.
Гидротехникалық құрылымды салу және суару жүйелерді пайдаланудың шығымдары өсірілетін дәндер және азықтық дақылдарсату арқылы өзін-өзі ақтайды
Дипломдық жобаның жылдық тиімділігі - 7 192 140 тенге
ANNOTATION
The decision of the stated goal of the diploma project will be carried out from the realization of the basic hydrotechnical structure created and built in the "Egen Zher" LLP - a water-distribution-distribution reservoir. Which will increase the availability of irrigated land irrigation to 100% and will allow to obtain a stable crop of cultivated crops.
The costs of creating a hydraulic structure and the operation of the irrigation system will be repaid through the sale of cultivated grains and fodder crops.
The annual effect from the implementation of the thesis project is 7 192 140 tenge.
ВВЕДЕНИЕ
В Казахстане в условиях рыночных отношений приоритетность развития сельских территорий невозможна без должного функционирования водохозяйственных комплексов, в том числе автономных, как по обеспечению питьевой водой, так и по орошению земельных участков в зонах орошаемого земледелия.
Зоны орошаемого земледелия преимущественно расположены в южных регионах страны, площадь которых ежегодно увеличивается за счет вновь осваиваемых земельных участков и в настоящее время по Алматинской области составляет 596,5 тыс.га.
Преимущества орошаемого земледелия - отсутствие риска, высокая и стабильная урожайность и значительный валовой сбор сельскохозяйственной продукции.
Однако, при существующей технологии подачи воды на полив земельных участков самотечным водоводом, который осуществляется непосредственно от водотоков (рек) за счет создания гидротехнических сооружений (водохранилищ, каналов, отводных гидроузлов), орошение гарантируется лишь на землях, где уровень их поверхности не превышает уровня воды в самотечном водоводе, полив остальных (труднодоступных) земельных площадей требует применения технологии напорной подачи воды. Поэтому при существующей технологии подачи воды на орошение, труднодоступные земельные участки не используются (пустуют) из-за невозможности полива или относятся к рискованым в случае их использования под сельскохозяйственные культуры. Так, например, в исследуемом фермерском хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области в 2014 г. было засеяно зерновых 47 га на труднодоступных земельных участках, в результате из-за отсутствия в необходимый период атмосферных осадков и орошения, не выращены зерновые (не подлежат уборке), т.е. хозяйство на рисковых землях понесло значительные убытки.
Сейчас в зонах орошаемого земледелия идут направления вновь осваиваемых земель крестьянскими и фермерскими хозяйствами и другими предприятиями АПК РК. Эти земли десятки лет пустовали, на них ранее существовавшие системы орошения разрушены, применялись технологии орошения устаревшие, не эффективные и не отвечающие современным требованиям поливного земледелия.
На этом основании внедрение новых технологий и технических средств подачи воды на орошение земельных участков автономных сельхозтоваропроизводителей с использованием зональных особенностей и природно-хозяйственных условий южной зоны РК на примере ТОО Еген Жер Алматинской области является перспективной и актуальной проблемой.
Решение проблемы орошения вновь осваиваемых земельных участков в южных регионах Казахстана рационально осуществить путем обоснования и внедрения новой технологии подачи воды на полив орошаемых земель с использованием сооружаемого водонакопительно-распределительного резервуара в виде водоема с естественной котловиной вместимостью до 3,5 млн. м[3], заполняемого в течении года (сезона) за счет атмосферных осадков, стока талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель и снабженного системой самотечных и напорных водоводов из водоема с использованием, при необходимости, автономных насосных установок.
Кроме того, внедрение предлагаемой технологии и комплекса гидротехнических сооружений позволяет расширить область применения: не только для орошения зерновых культур, но и для разведения фауны - рыб, птиц и озеленения территории, а также в перспективе создания зоны отдыха для населения.
Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков автономных сельхозпроизводителей на примере ТОО Еген Жер, обеспечивающих гарантированность орошения рисковых земель и повышения их эффективности.
Система орошения земельных участков по возделыванию сельскохозяйственных культур хозяйства ТОО Еген Жер с использованием водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной и самотечного и напорного водоводов.
Решение поставленной цели дипломного проекта будет осуществляться от реализации созданного и построенного в хозяйстве ТОО Еген Жер основного гидротехнического сооружения - водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной и самотечного и напорного водоводов, которые повысят обеспеченность полива орошаемых земель до 100% и позволят получить стабильный урожай возделываемых сельскохозяйственных культур.
Затраты на создание гидротехнического сооружения и эксплуатацию системы орошения окупятся за счет реализации выращиваемых зерновых и кормовых культур у потребителя на орошаемых земельных площадях.
Годовой эффект от реализации дипломного проекта по расчетным данным в рассматриваемой зоне - хозяйстве ТОО Еген Жер составит 7192,14 тыс. тенге.
1 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ
0.1 Характеристика объекта исследования
Местоположение исследуемого объекта
Проектируемый объект по обоснованию технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер расположен в Жамбылском районе Алматинской области, в 20 км от поселка Узынагаш в зоне северо-западного направления.
Южная, восточная и западная границы исследуемого объекта земель хозяйства примыкают к предгорным холмам с естественной котловиной, а северная часть - к земельным орошаемым участкам.
Орошаемые участки площадью 68 га являются вновь осваиваемыми и будут использоваться преимущественно для возделывания зерновых культур.
Природно-хозяйственные условия Алматинской области
Природно-хозяйственные и климатические условия Алматинской области характеризуется большим разнообразием. Температура воздуха за теплый период (сезон полива, апрель - октябрь) изменяется в среднем от 18,6[0]С до 3,8[0]С, число дней с температурой выше 10[0] колеблется от 185 до 10. Количество осадков, выпадающих в течении года, составляет от 100 мм до 680 мм. Почва по своему составу имеет 18 разновидностей - это в основном песчаные, темно-каштановые, светло-серые, горно-луговые, черноземы и другие [3,4].
Территория области подразделяется на пять природно-хозяйственных зон: высокогорная альпийских и субтропических лугов; горная садоводства, мясомолочного скотоводства и картофелеводства; горно-степная зерновых, кормовых, технических и овощных культур, садоводства и молочного скотоводства; предгорная пустынно-степная поливного земледелия и тонкорунного овцеводства; пустынная овцеводства.
Зерновые и кормовые сельскохозяйственные культуры в основном возделываются в предгорной пустынной зоне поливного земледелия, на орошаемых земельных участках.
В основном орошаемые земли расположены в Южном Казахстане (90%), площадь которых составляет 1546,1 тыс. га, в том числе в Алматинской области - 581,6 тыс.га, Жамбылской области - 152,6 тыс. га, Южно-Казахстанской области - 511,7 тыс.га и Кызыл-ординской области - 300 тыс. га [1].
В настоящее время наблюдается тенденция роста орошаемых земель за счет вновь осваиваемых земельных участков, так по данным МСХ РК за последние 7 лет площадь орошаемых земель в Южном Казахстане возросла на 16 % (на 251 тыс.га). Такая же тенденция роста орошаемых земель имеет место на исследуемом объекте - хозяйстве ТОО Еген Жер, где вновь осваивается 68 га земельных участков.
Направленность хозяйства и опыт по освоению земельных участков.
Основное направление ТОО Еген Жер - производство сельскохозяйственной продукции зернового и животноводческого направления.
В ТОО Еген Жер имеется большой опыт по возделыванию зерновых и кормовых сельскохозяйственных и других культур на вновь осваиваемых орошаемых земельных участках.
Освоен земельный участок площадью 10 га для возделывания ячменя (рисунок 1), с которого получают урожай по 16-20 цга. Участок поливается самотечным водоводом, имеется водораспределительная система бороздкового полива.
Рисунок 1 - Освоенный земельный участок по возделыванию ячменя
В хозяйстве на 8 га поливных земель выращивается люцерна (рисунок 2), производится три укоса, урожайность составляет до 25 тоннга, имеется опыт её возделывания, который будет использован в разрабатываемом проекте.
Рисунок 2 - Освоенный земельный участок по возделыванию люцерны
Освоен садоводческий участок полукарликовых пород фруктовых деревьев площадью 2,5га (рисунок 3), который будет плодоносить через 2-3 года. Полив его осуществляется напорным водоводом посредством насосной установки. Опыт его освоения может быть использован на вновь возрождаемых орошаемых земельных участках.
Рисунок 3 - Садоводческий участок полукарликовых пород
фруктовых деревьев
Имеющийся опыт по возделыванию зерновых и кормовых сельскохозяйственных культур, а также фруктовых деревьев на орошаемых землях, позволил ТОО Еген Жер создать свою систему автономного орошения с использованием зональных особенностей и природно-хозяйственных условий посредством созданного водонакопительно- распределительного водоема с естественной котловиной вместимостью до 2,5-3,5 млн. м ³, заполняемого за счет стока атмосферных осадков, талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель, снабженного самотечными и напорными водоводами с использованием при необходимости автономных насосных установок, а также расширения области его применения - разведения фауны, озеленение территории и создания зоны отдыха населения.
Накопленный опыт в ТОО Еген Жер по орошению вновь осваиваемых земельных участков рекомендуется крестьянским, фермерским хозяйствам и другим предприятиям АПК РК, у которых имеются аналогичные природно-хозяйственные условия, например, соседнее крестьянское хозяйство Балты Алматинской области, имеющее 100 га орошаемых земельных пустующих участков и требующее их освоения.
0.2 Состояние системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйствах южной зоны Казахстана
Орошение земельных участков, отводимых под сельскохозяйственные культуры, в хозяйствах АПК РК преимущественно осуществляются из водораспределительных комплексов, источниками водоснабжения которых являются реки, водохранилища, каналы и самотечные водоводы.
В Алматинской области в исследуемой зоне орошаемого земледелия основным водохозяйственным комплексом является Большой Алматинский Канал (БАК), водоисточником которого является сток реки Чилик и накопительные воды Бортогайского водохранилища [5].
Система орошения за счет водохозяйственного комплекса БАК охватывает землепользования хозяйств на территории массива в междуречье Чилик - Чемолган, в который входят четыре административных района Алматинской области: Енбекшиказахский (г. Есик); Талгарский (г. Талгар); Карасайский (г. Каскелен); Илийский (пос. Отеген-Батыр), а также территория г. Алматы, Капчагая и пос. Шелек.
Оросительная система состоит: из реки Чилик, Бортогайского водохранилища и Большого Алматинского Канала.
Река Чилик образуется слиянием рек Жангырык и Южный Талгар, основными источника питания которых являются вечные и сезонные снега, от их таяния зависит водный режим рек. Распределения стока в них вод зависит от изменения температуры воздуха и времени года.
В период весенне-летнего паводка (май - август месяцы) наблюдается максимальный расход реки Чилик, который составляет до 284 м[3]с.
Дополнительными источниками питания БАК являются подпитывающие тракты в виде продолжения оросительных каналов, берущих свое начало из рек, пересекающих трассу БАК.
Бортогайское водохранилище является водохранилищем сезонного регулирования стока реки Чилик. Общий объем воды водохранилища составляет 550 млн. м[3], в том числе полезноиспользуемый - 488 млн.м[3].
Основными гидротехническими сооружениями водохранилища являются:
- плотина каменно-насыпная с суглинистым ядром;
- рабочий водовыпуск из двух водоотводов с гидрозатворами, регулирующие рабочий попуск воды из водохранилища;
- аварийный водосброс шахтного типа, совмещенный со строительным туннелем.
Плотина сооружена из каменно-насыпной породы с суглинистым ядром, внутри которого для сбора фильтрационных вод проходит потерна с колодцами контроля, выходящими на сухой откос плотины. Фильтрационный поток воды из потерны поступает в отводящее русло, на котором установлен расходомер в виде треугольного водослива для определения суммарного фильтрационного расхода через основание и тело плотины.
Попуски из водохранилища поступают в отводящий канал и по естественному руслу реки протяженностью около 15 км доходят до водозабора БАК.
Рабочий водовыпуск водохранилища выполнен в виде туннеля из двух водоотводов диаметром 3,0 м и расположен на левом берегу. Подводящий канал к входному оголовку туннеля сооружен в виде водослива с широким порогом.
Аварийный водосброс расположен на левом берегу водохранилища и представляет туннель корытообразного сечения размером 55 м.
Водозаборный узел на реке Чилик является самотечным и выполнен ферганского типа. Он состоит из следующих гидротехнических сооружений: струенаправляющей дамбы подводящего и отводящего русла; щитовой плотины; наносоотбойного криволинейного порога; головных сооружений БАК и Правобережного канала; отстойников на БАК.
Щитовая плотина с общим пролетом в свету 20 м разделена на четыре отверстия, перекрываемые сегментными затворами, рабочий напор воды перед которыми составляет 3,2 м, максимальный - 5 м.
Водоприемник в БАК разделен на четыре пролета, перекрываемых плоскими затворами с пропускной способностью канала до 90 м3с.
Водоприемник в Правобережный канал разделен на два пролета, перекрываемых плоскими затворами, вода в который поступает по двум дюкерам, расположенным под рекой Чилик. Площадь квадратного проходного сечения каждого дюкера - 2,25 м3 (1,51,5м), а пропускная способность канала - 20 м3с.
Большой Алматинский канал имеет трапецидальное сечение, облицован железобетонными плитами и имеет протяженность 162 км. Его пропускная способность до 87 м3с.
На канале имеется три совмещенных водовыпуска - перепуска расходом до 8 м3с, которые оборудованы плоскими затворами, перекрывающими одно отверстие отводной трубы диаметром от 0,8 до 1,5 м. По трассе БАК также построено семь дюкеров с расходом до 24 м3с каждый. Они состоят из входного оголовка, напорного трубопровода и выходного оголовка. Дюкеры по конструкции четырехочковые с диаметром труб 2,7 м, режим работы которых напорный за счет разности уровней воды в верхнем бьефе и выходного оголовка дюкера. Скорость воды в дюкерах должна быть в пределах 1,5 - 4 мс, которая обеспечит незаилевание и ограничение потерь напора на дюкере. На БАКе расположено шесть аварийных сбросов воды, три из которых находятся перед необходимыми дюкерами.
Контроль за технологическим процессом на БАКе осуществляется по балансовым постам (БП), которые расположены: на границе орошаемых районов (гидроучастков); на границе хозяйств - потребителей воды; на крупных гидротехнических сооружениях; на границах смены облицовки канала (с земленым руслом). Расстояние между створами не более 15 км, тип расходометра - фиксированное русло канала.
Однако не все земельные участки крестьянских и фермерских хозяйств АПК Алматинской области смогут обеспечиваться поливом от водораспределительных гидроузлов и самотечных водоводов БАК из-за отдаленности некоторых хозяйств и по природно-хозяйственным условиям, требующих полива земельных участков по напорным водоводам.
За счет системы орошения водохозяйственного комплекса БАК полив земельных участков в хозяйствах Алматинской области обеспечивается лишь на площади 270 тыс. га, а остальная площадь орошаемых земель в 311,6 тыс.га обеспечивается поливом автономными системами орошения, водоисточниками которых являются местные реки, небольшие оросительные каналы и другие гидротехнические сооружения.
В настоящее время в зонах орошаемого земледелия идет направление вновь осваиваемых земель рестьянскими и фермерскими хозяйствами и другими предприятиями АПК РК. Эти земли десятки лет пустовали, на них ранее существовавшие системы орошения разрушены, применялись технологии орошения устаревшие, не эффективные и не отвечающие современным требованиям поливного земеделия [2].
1.3 Существующие направления технологии подачи воды на орошаемые земли в исследуемой зоне
На основании анализа состояния системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур (зерновых и кормовых) в хозяйствах южной зоны Казахстана (Алматинской области) установлено, что существуют следующие направления технологии подачи воды на орошение земельных участков:
oo безнапорная подача по самотечным водоводам от системы орошения водохозяйственного комплекса БАК;
oo безнапорная подача по самотечным водоводам от автономной системы орошения;
oo напорная подача по напорным водоводам от автономной системы орошения.
Безнапорная подача воды по самотечным водоводам осуществляется непосредственно от водотоков (рек) за счет создания гидротехнических сооружений - водохранилищ, каналов и отводных гидроузлов, проекты которых разрабатывают проектные организации.
Напорная подача воды по напорным водоводам осуществляется мелоративными насосными станциями и насосными установками передвижными и стационарными, снабженные центробежными насосными агрегатами с приводом от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) или электродвигателей [6,7,8].
Каждое из направлений имеет свои недостатки и преимущества. Основные недостатки первого направления - не все земли, отведенные под орошение, могут поливаться, не на всех земельных участках качественный полив и рациональное использование водных ресурсов. Большие капвложения и эксплуатационные затраты.
Преимущество первого направления - возможность полива больших площадей и удовлетворение большого количества потребителей.
Основные недостатки второго направления - не все земельные участки автономных потребителей, отведенные под орошения, могут поливаться. Эффективное использование зависит от природно-хозяйственных условий орошаемых земель и от наличия рациональных водоисточников.
Преимущество второго направления - обеспечивается соблюдение сроков полива, повышение урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур.
Основные недостатки третьего направления - большие эксплуатационные и производственные затраты, необходимость в мелиоративных насосных установках и насосных станциях.
Преимущества третьего направления - обеспечивается полив труднодоступных земельных участков и повышение урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур.
В проекте будут использованы второе и третье направление подачи воды - безнапорная и напорная подача воды от автономной системы орошения, как наиболее эффективные для исследуемой зоны.
1.3.1 Соблюдение Водного Кодекса РК.
Решаемые задачи в проекте должны соответствовать следующим требованиям Водного Кодекса РК [11]:
1. Использование основных понятий в соответствии со статьей 1.
2. Поддержание экологически безопасного и экономически оптимального уровня водопользования и охраны водного фонда, водоснабжения для сохранения и улучшения жизненных условий населения и окружающей среды (Статья 3).
3. Соблюдение принципов водного законодательства РК по рациональному водопользованию с освоением современных технологий, позволяющих сократить водозабор воды и снизить вредное воздействие вод (Статья 9 и 10).
4. Использование поверхностных водных объектов совместного и обособленного пользования и соблюдения права пользования водными объектами (Статьи 12,17,18 и 22).
5. Собственники водохозяйственных сооружений несут ответственность за их безопасное техническое состояние в соответствии с законами РК (Статья 32).
6. В случае нарушения водного законодательства РК, собственник по судебному иску возмещает ущерб, нанесенный государству (Статья 40).
0.4 Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер
Выбор технологии и технических средств подачи воды на орошение
На основании изученного состояния системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйствах южной зоны Казахстана, в частности, в Алматинской области, нами из трех существующих технологий подачи воды на орошение в первом приближении приняты две - безнапорная подача по самотечным водоводам от автономной системы орошения и напорная подача по напорным водоводам от автономной системы орошения.
Каждая из принятых технологий подачи воды на орошение земельных участков имеет свои преимущества и недостатки, указанные выше (П. 1.3).
Устранение указанных недостатков является обоснованием принятой технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер.
Предлагается комбинированная технология подачи воды на полив орошаемых земель с использованием сооружаемого водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной, бетонно-земляной дамбой и вместимостью до 2,5 - 3,5 млн.м3, заполняемого в течении года (сезона) за счет стока атмосферных осадков, талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель и снабженного системой самотечных и напорных водоводов, напор которых создается за счет разности отметок верхнего уровня воды в водоеме и уровня воды на выходе из напорного водовода.
Кроме того, предлагаемая технология и комплекс гидротехнических сооружений в виде накопительно-распределительного водоема с естественной котловиной позволяет расширить область применения: не только для орошения зерновых и кормовых сельскохозяйственных культур, но и для разведения фауны - рыб, птиц и озеленения территории, а так же в перспективе создание зоны отдыха для населения.
Выбор способа полива и схемы (плана) системы орошения осваиваемых земельных участков
В системе орошения существует ряд способов полива, из которых наибольшее распространение получили три: поверхностный, дождеванием и внутрипочвенный. Имеются и другие прогрессивные новые способы полива - капельный и мелкодисперсный. Однако основными из них и широко внедренными являются - поверхностный и дождеванием [7,10].
При поверхностном способе полива земельных участков вода распределяется по почве самотеком: по бороздам, напуском по полосам и заполнением в чеках или ярусах.
При способе дождевания вода разбрызгивается по полю с помощью специальных дождевальных машин и устройств.
При внутрипочвенном способе полива вода поступает в почву через систему подземных трубок - увлажнителей, заложенных на глубине 0,5-0,7м.
Каждому способу полива соответствует набор технических средств и устройств, которые определяют в сочетании с принятой технологией подачи воды на полив земельных участков, схему автономной системы орошения.
При выборе способа полива учитывают водопроницаемость почвы (водопоглащающую способность) и ее мощность, климатические факторы, рельеф участка, его гидрогеологические условия, залегания грунтовых вод, вид орошаемой культуры и наличие трудовых ресурсов.
Одним из главных факторов выбора способа полива является водопоглащающая способность почвы, которая по водопроницаемости характеризуется в зависимости от скорости впитывания воды: очень низкую при V = 20 - 50 ммч, среднюю при V = 50 - 150 ммч, высокую при V = 150 - 250 мм и очень высокую при V 250 ммч, при которых 1 мм впитываемого водой слоя почвы дает 10 м[3]га влаги.
На основании изложенного и учитывая, что земельные участки изучаемого объекта являются вновь осваиваемыми, принимаем поверхностный способ полива, как наиболее простой и широко распространенный в орошаемом земледелии.
Предлагаемая структурная схема орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер дана на рисунке 4, согласно которой вода из водоисточника (атмосферные осадки, сток воды с близлежащих возвышенных земель, родниковые воды) поступает и накапливается в водонакопительно-распределительном водоеме, из которого по безнапорному водоводу поступает на основные земельные участки, а по напорному водоводу - на труднодоступные земельные участки и завершается поверхностным поливом возделываемых сельскохозяйственных культур.
Рисунок 4 - Структурная схема орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер
План (общая схема) системы орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области представлен на рисунке 5.
На плане дана общая площадь земель исследованной зоны хозяйства, в том числе орошаемые земельные участки, на которой изображена система автономного орошения, включающая: водоисточник 1, водонакопительно-распределительный водоем 2, безнапорный и напорный водоводы 3 и 4, отводной канал 5 для сброса воды при переполнении водоема, бетонно-земляная дамба 6 с шлюзовым затвором, гидрозатвор для безнапорного водовода 7, бороздки поверхностного полива 8, общие и труднодоступные земельные участки 9 и 10, водоотводная и сбросная задвижки 11 и 12 напорного водовода.
Рисунок 5 - План (общая схема) системы орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области
1.5 Мероприятия по охране окружающей среды
Предлагаемая проектом технология подачи воды на полив орошаемых земель с использованием водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной и системой автономного орошения с безнапорным и напорным водоводами является экологически чистой, так как используется для полива чистая вода. Конструкции гидротехнических сооружений в виде водоема и водоводов вредного влияния на окружающую среду не окажут.
Технология подачи воды на полив орошаемых земель и конструкция гидротехнического сооружения соответствуют международным стандартам и нормативам по воздействию на окружающую среду.
Кроме того, созданный водный комплекс в виде водоема, способствует улучшению экологии окружающей среды, т.к. способствует озеленению территории, разведению фауны и созданию зоны отдыха для населения.
На основании изучения состояния системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйствах южной зоны Казахстана, в частности, в Алматинской области, обоснована технология и технические средства подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер в виде автономной системы орошения с безнапорной и напорной подачей воды по водоводам с использованием водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной, заполняемого в течении года (сезона) за счет стока атмосферных осадков, талых и родниковых вод, что повысит обеспеченность полива орошаемых земель до 100 % и позволит получать стабильный урожай возделываемых сельскохозяйственных культур, а так же будет способствовать расширению области применения: для озеленения территории, разведения фауны и создания в перспективе зоны отдыха для населения.
1 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРМЕТРОВ ПРИНЯТОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ИЗ ВОДОНАКОПИТЕЛЬНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВОДОЕМА
0.1 Методика расчета основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение
Методика расчета направлена на определение основных параметров водонакопительно-распределительного водоема, который является в принятой технологии подачи воды на орошение земельных участков в исследуемом хозяйстве основным гидротехническим сооружением автономной системы орошения.
К основным параметрам водонакопительно-распределительного водоема относим следующие: полезный объем воды , общий объем воды , мертвый объем воды , допустимый объем воды в водоеме , общая высота водоема , высота сработки воды в водоеме .
Основные параметры водонакопительно-распределительного водоема определяются на основании необходимых исходных данных: площади орошаемых земельных участков Fзу, нормы расхода поливной воды на 1 га земли , зарегулированный приток воды в водонакопительно- распределительный водоем , коэффициент использования оросительной системы .
Полезный объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме определяем по формуле
, (2.1)
где - полезный объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме, м3;
- годовая норма полива 1 га земельных участков i-ой возделываемой культуры, м[3]га;
- площадь орошаемых земельных участков i-ой возделываемой культуры, га;
- коэффициент использования оросительной системы.
Общий объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме определяется по формуле
, (2.2)
или, подставляя из (2.1), имеем
, (2.3)
где - мертвый объем воды в водоеме, м3.
Мертвый объем воды в водоеме обосновывается необходимостью в перспективе использования водоема для создания фауны: рыб, водоплавающей птицы, для озеленения территории и для создания зоны отдыха для населения, который должен быть не менее полезного объема и определяться по выражению
, (2.4)
где - среднеприведенный приток воды в водоеме, м[3]сут;
- продолжительность, в течении которого происходит заполнение водоема водой за счет стока талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель в зоне расположения водонакопительно-распределительного водоема, сут.
- полезный объем воды в водоеме, м[3].
Допустимый объем воды в водоеме (вместимость водоема) обосновывается необходимостью резервного запаса воды, когда максимальный приток воды превышает среднеприведенный , т.е. , и определяется по формуле
, (2.5)
- резервный объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме, м[3]:
, (2.6)
где - максимальный приток воды в водоем при влагообильном периоде года, м[3]сут:
, (2.7)
где - коэффициент увеличения среднеприведенного притока воды в водоем.
При подстановке из (2.6) и из (2.7) в (2.5), имеем
. (2.8)
Общая высота водоема и высота сработки воды в водоеме обосновываются на основе конструктивного исполнения водонакопительно-распределительного водоема в зависимости от природно-хозяйственных условий и экономической целесообразности его сооружения, и определяются из следующих инженерных выражений:
, (2.9)
, (2.10)
где - допустимый объем воды в водоеме (вместимость водоема), м[3];
- полезный объем воды в водоеме, м[3];
- среднее сечение всего водоема по его ширине (в виде трапеции с постоянной высотой на половине длины водоема и переменной), м[2]:
, (2.11)
где - ширина водоема по дну и по верхней рабочей части, м;
- среднее сечение водоема в его полезной части объема, м[2]:
, (2.12)
где - высота сработки воды в водоеме, м;
- ширина водоема на отметке сработки воды для полива земельных участков, м.
Подставляя в (2.9) из (2.11), в (2.10) из (2.12) и решая соответственно относительно и , получим окончательные формулы по определению высоты водоема и высоты сработки воды в водоеме :
, (2.13)
. (2.14)
0.2 Обоснование параметров водонакопительно-распределительного
водоема
Расчет основных параметров водонакопительно-распределительного водоема выполняем по приведенной выше методике.
Полезный объем воды в водонакопительно-распределительном
водоеме
Рассчитываем по формуле (2.1)
м[3],
где = 2900 м[3]га - годовая норма полива возделываемых сельхозкультур для Алматинской области по данным системы орошения водохозяйственного комплекса БАК; по данным КазНИИВХ [11,12] нормы полива озимой пшеницы при двухразовом поливе составляют 2700 м[3]га; принимаем для расчета наибольшее значение (с учетом по данным хозяйства третьего полива перед пахотой в августе месяце), равное 4350 м[3]га;
= 68 га - площадь орошаемых земельных участков по данным хозяйства ТОО Еген Жер, которые преимущественно предназначены для возделывания зерновых культур (яровой пшеницы) [2,13];
= 0,36...0,77 - коэффициент использования оросительной системы по данным системы орошения водохозяйственного комплекса БАК (в зависимости от расположения водоподающей трассы); по данным КазНИИВХ [13,14] коэффициент может доходить до 0,4...0,6; принимаем ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Казахский национальный аграрный университет
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
Кадыров Д.С
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Подача воды на орошение земельных участков с использованием самотечного водовода
5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
Алматы 2018
Министерство сельского хозяйства Республики Казахстан
Казахский национальный аграрный университет
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
на тему: Подача воды на орошение земельных участков с использованием самотечного водовода
Объем, стр._______
Количество чертежей
и иллюстрационных материалов __
Приложений ____
Выполнил (а) Кадыров Диас Сабырұлы
Допущен к защите _________________2018 г.
Заведующий кафедрой _________________ Саркынов Е.
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель _________________ Саркынов Е.
(подпись) (Ф.И.О.)
Консультанты по специальным разделам:
______1__________ _______________ Жакупова Ж.З.
(раздел) (подпись) (Ф.И.О)
______2__________ _______________ Зулпыхаров Б.А.
(раздел) (подпись) (Ф.И.О)
Нормоконтроль _______________ Ануарбеков К.К.
(подпись) (Ф.И.О)
Рецензент _________________ Омаров Р. А.
(подпись) (Ф.И.О.)
АЛМАТЫ 2018 г.
Казахский национальный аграрный университет
Факультет Гидротехника, мелиорация и бизнес
Кафедра Водные ресурсы и мелиорация
Специальность 5В080500 - Водные ресурсы и водопользование
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта (работы)
Студенту Кадырову Диасу
Тема проекта (работы) Подача воды на орошение земельных участков с использованием самотечного водовода
утверждена приказом по университету №____ от _______________2017 г.
Срок сдачи законченного проекта (работы) __________________2018 г.
Исходные данные к проекту (работе): Характеристика объекта исследования (план землепользования ТОО Еген Жер, природно-хозяйственные условия, производственная направленность, водоисточники орошения); данные проекта ТОО Еген Жер по вновь осваиваемым земельным участкам для выращивания сх культур; расположение на плане системы орошения с отметками рельефа местности: водонакопительно-распределительного водоёма, основных точек самотечного и напорного водоводов; данные об орошаемых земельных участках (площадь в га, отметки основных точек, нормы полива в м[3]га, вид выращиваемых сх культур и ср. затраты в тнгга); гидротехнические сооружения на объекте и др. оборудование.
Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте (работе) вопросов:
1. Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер в соответствии с водным Кодексом.
2. Расчет основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение земельных участков из водонакопительно-распределительного водоема.
3. Расчет самотечного и напорного водоводов для подачи воды на орошение земельных участков.
4. Технико-экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта.
Перечень графического материала (при необходимости):
1. Основные сведения о дипломном проекте (тема, цель, объект исследования и задачи выполняемых работ).
2. План системы орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области.
3. Схема водоводной системы полива земельных участков.
4. Продольный профиль водонакопительно-распределительного водоёма.
5. Характеристика водонакопительно-распределительного водоёма.
6. Технико-экономические показатели эффективности предложенного дипломного проекта.
Рекомендуемая основная литература: 1. Смагин В.Н. и др. Курсовое и дипломное проектирование по сх-ному водоснабжению. - М.: Агропромиздат, 1990. - 330 с.
2. Потапов В.М. и др. Использование водной энергии. - М.: Колос, 1972. - 343с.
3. Ерхов Н.С. и др. Сельскохозяйственная мелиорация и водоснабжение. - М.: Колос, 1983.
4. Усаковский В.М. Водоснабжение и водоотведение в сх-ве. - М.: Колос, 2002. - 328 с.
5. Смоляр В.А. и др. Водные ресурсы Казахстана (подземные и поверхностные воды, современное состояние) Справочник. Алматы: НИЦ Ғылым, 2002. - 596 с.
Консультанты по специальным разделам проекта (работы)
Раздел
Консультант
Сроки
Подпись
1
Жакупова Ж.З.
2
Зулпыхаров Б.А.
Заведующий кафедрой _____________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель дипломного проекта (работы) __________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Задание принял
к исполнению, студент ________________2017 г. Кадыров Д.С.
(подпись, Ф.И.О.)
График
выполнения дипломного проекта
№ пп
Перечень разделов и разрабатываемых вопросов
Сроки представления руководителю
Примечание
1.
2.
3.
4.
Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер в соответствии с водным Кодексом РК.
Расчет основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение земельных участков из водонакопительно-распределительного водоема.
Расчет самотечного и напорного водоводов для подачи воды на орошение земельных участков.
Технико-экономическое обоснование эффективности предложенного дипломного проекта
15.03.2018 г.
31.03.2018 г.
23.04.2018 г.
5.05.2018 г.
Заведующий кафедрой _____________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Руководитель дипломного проекта (работы) __________ Саркынов Е.С.
(подпись) (Ф.И.О.)
Задание принял
к исполнению, студент ________________2017 г. Кадыров Д.С.
(подпись, Ф.И.О.)
СОДЕРЖАНИЕ
Аңдатпа ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
8
Annotation ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
9
ВВЕДЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
10
1
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ... ...
13
1.1
Характеристика объекта исследования ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
13
1.2
Состояние системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
17
1.3
Существующие направления технологии подачи воды на орошаемые земли в исследуемой зоне ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
20
1.4
Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйств Алматинской области ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
23
1.5
Мероприятия по охране окружающей среды ... ... ... ... ... ... ... .. ...
27
2
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИНЯТОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ИЗ ВОДОНАКОПИТЕЛЬНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВОДОЁМА ... ..
28
2.1
Методика расчета основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
28
2.2
Обоснование параметров водонакопительно-распределительного водоёма ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
31
2.3
Гидротехническое исполнение водонакопительно-распределительного водоёма ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
34
2.4
Характеристика водонакопительно-распределительного водоёма ... ...
36
3
РАСЧЕТ САМОТЕЧНОГО И НАПОРНОГО ВОДОВОДОВ ДЛЯ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ... ... .
43
3.1
Расчет самотечного водовода для подачи воды на орошение земельных участков ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
43
3.2
Расчет напорного водовода для подачи воды на орошение труднодоступных земельных участков ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
50
3.3
Производство монтажных работ. Эксплуатация, техника безопасности и экологическое воздействие на окружающую среду ... ... ... ... ... ...
53
4
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННОГО ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
58
4.1
Выбор методики обоснования эффективности проекта ... ... ... ... ... .
58
4.2
Исходные данные для расчета эффективности проекта ... ... ... ... ... .
61
4.3
Расчет экономической эффективности проекта ... ... ... ... ... ... ... ...
62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ... ... ... ... ... ... . ... .
72
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Затраты на реализацию проекта ... ... ... ... ... ... .
75
Аңдатпа
Еген Жер ЖШС суландыру жүйелеріне өздігінен ағатын және қысым құбырды пайдаланып су беру арқылы дипломдық жобаның мақсаты шешілген, сонымен қатар суармалы жерлердің суаруын 100 пайызға қамтамасыз етіледі және ауыл шаруашылығы дақылдарының тұрақты егін алуға мүмкіндік етіледі.
Гидротехникалық құрылымды салу және суару жүйелерді пайдаланудың шығымдары өсірілетін дәндер және азықтық дақылдарсату арқылы өзін-өзі ақтайды
Дипломдық жобаның жылдық тиімділігі - 7 192 140 тенге
ANNOTATION
The decision of the stated goal of the diploma project will be carried out from the realization of the basic hydrotechnical structure created and built in the "Egen Zher" LLP - a water-distribution-distribution reservoir. Which will increase the availability of irrigated land irrigation to 100% and will allow to obtain a stable crop of cultivated crops.
The costs of creating a hydraulic structure and the operation of the irrigation system will be repaid through the sale of cultivated grains and fodder crops.
The annual effect from the implementation of the thesis project is 7 192 140 tenge.
ВВЕДЕНИЕ
В Казахстане в условиях рыночных отношений приоритетность развития сельских территорий невозможна без должного функционирования водохозяйственных комплексов, в том числе автономных, как по обеспечению питьевой водой, так и по орошению земельных участков в зонах орошаемого земледелия.
Зоны орошаемого земледелия преимущественно расположены в южных регионах страны, площадь которых ежегодно увеличивается за счет вновь осваиваемых земельных участков и в настоящее время по Алматинской области составляет 596,5 тыс.га.
Преимущества орошаемого земледелия - отсутствие риска, высокая и стабильная урожайность и значительный валовой сбор сельскохозяйственной продукции.
Однако, при существующей технологии подачи воды на полив земельных участков самотечным водоводом, который осуществляется непосредственно от водотоков (рек) за счет создания гидротехнических сооружений (водохранилищ, каналов, отводных гидроузлов), орошение гарантируется лишь на землях, где уровень их поверхности не превышает уровня воды в самотечном водоводе, полив остальных (труднодоступных) земельных площадей требует применения технологии напорной подачи воды. Поэтому при существующей технологии подачи воды на орошение, труднодоступные земельные участки не используются (пустуют) из-за невозможности полива или относятся к рискованым в случае их использования под сельскохозяйственные культуры. Так, например, в исследуемом фермерском хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области в 2014 г. было засеяно зерновых 47 га на труднодоступных земельных участках, в результате из-за отсутствия в необходимый период атмосферных осадков и орошения, не выращены зерновые (не подлежат уборке), т.е. хозяйство на рисковых землях понесло значительные убытки.
Сейчас в зонах орошаемого земледелия идут направления вновь осваиваемых земель крестьянскими и фермерскими хозяйствами и другими предприятиями АПК РК. Эти земли десятки лет пустовали, на них ранее существовавшие системы орошения разрушены, применялись технологии орошения устаревшие, не эффективные и не отвечающие современным требованиям поливного земледелия.
На этом основании внедрение новых технологий и технических средств подачи воды на орошение земельных участков автономных сельхозтоваропроизводителей с использованием зональных особенностей и природно-хозяйственных условий южной зоны РК на примере ТОО Еген Жер Алматинской области является перспективной и актуальной проблемой.
Решение проблемы орошения вновь осваиваемых земельных участков в южных регионах Казахстана рационально осуществить путем обоснования и внедрения новой технологии подачи воды на полив орошаемых земель с использованием сооружаемого водонакопительно-распределительного резервуара в виде водоема с естественной котловиной вместимостью до 3,5 млн. м[3], заполняемого в течении года (сезона) за счет атмосферных осадков, стока талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель и снабженного системой самотечных и напорных водоводов из водоема с использованием, при необходимости, автономных насосных установок.
Кроме того, внедрение предлагаемой технологии и комплекса гидротехнических сооружений позволяет расширить область применения: не только для орошения зерновых культур, но и для разведения фауны - рыб, птиц и озеленения территории, а также в перспективе создания зоны отдыха для населения.
Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков автономных сельхозпроизводителей на примере ТОО Еген Жер, обеспечивающих гарантированность орошения рисковых земель и повышения их эффективности.
Система орошения земельных участков по возделыванию сельскохозяйственных культур хозяйства ТОО Еген Жер с использованием водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной и самотечного и напорного водоводов.
Решение поставленной цели дипломного проекта будет осуществляться от реализации созданного и построенного в хозяйстве ТОО Еген Жер основного гидротехнического сооружения - водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной и самотечного и напорного водоводов, которые повысят обеспеченность полива орошаемых земель до 100% и позволят получить стабильный урожай возделываемых сельскохозяйственных культур.
Затраты на создание гидротехнического сооружения и эксплуатацию системы орошения окупятся за счет реализации выращиваемых зерновых и кормовых культур у потребителя на орошаемых земельных площадях.
Годовой эффект от реализации дипломного проекта по расчетным данным в рассматриваемой зоне - хозяйстве ТОО Еген Жер составит 7192,14 тыс. тенге.
1 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРОШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ
0.1 Характеристика объекта исследования
Местоположение исследуемого объекта
Проектируемый объект по обоснованию технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер расположен в Жамбылском районе Алматинской области, в 20 км от поселка Узынагаш в зоне северо-западного направления.
Южная, восточная и западная границы исследуемого объекта земель хозяйства примыкают к предгорным холмам с естественной котловиной, а северная часть - к земельным орошаемым участкам.
Орошаемые участки площадью 68 га являются вновь осваиваемыми и будут использоваться преимущественно для возделывания зерновых культур.
Природно-хозяйственные условия Алматинской области
Природно-хозяйственные и климатические условия Алматинской области характеризуется большим разнообразием. Температура воздуха за теплый период (сезон полива, апрель - октябрь) изменяется в среднем от 18,6[0]С до 3,8[0]С, число дней с температурой выше 10[0] колеблется от 185 до 10. Количество осадков, выпадающих в течении года, составляет от 100 мм до 680 мм. Почва по своему составу имеет 18 разновидностей - это в основном песчаные, темно-каштановые, светло-серые, горно-луговые, черноземы и другие [3,4].
Территория области подразделяется на пять природно-хозяйственных зон: высокогорная альпийских и субтропических лугов; горная садоводства, мясомолочного скотоводства и картофелеводства; горно-степная зерновых, кормовых, технических и овощных культур, садоводства и молочного скотоводства; предгорная пустынно-степная поливного земледелия и тонкорунного овцеводства; пустынная овцеводства.
Зерновые и кормовые сельскохозяйственные культуры в основном возделываются в предгорной пустынной зоне поливного земледелия, на орошаемых земельных участках.
В основном орошаемые земли расположены в Южном Казахстане (90%), площадь которых составляет 1546,1 тыс. га, в том числе в Алматинской области - 581,6 тыс.га, Жамбылской области - 152,6 тыс. га, Южно-Казахстанской области - 511,7 тыс.га и Кызыл-ординской области - 300 тыс. га [1].
В настоящее время наблюдается тенденция роста орошаемых земель за счет вновь осваиваемых земельных участков, так по данным МСХ РК за последние 7 лет площадь орошаемых земель в Южном Казахстане возросла на 16 % (на 251 тыс.га). Такая же тенденция роста орошаемых земель имеет место на исследуемом объекте - хозяйстве ТОО Еген Жер, где вновь осваивается 68 га земельных участков.
Направленность хозяйства и опыт по освоению земельных участков.
Основное направление ТОО Еген Жер - производство сельскохозяйственной продукции зернового и животноводческого направления.
В ТОО Еген Жер имеется большой опыт по возделыванию зерновых и кормовых сельскохозяйственных и других культур на вновь осваиваемых орошаемых земельных участках.
Освоен земельный участок площадью 10 га для возделывания ячменя (рисунок 1), с которого получают урожай по 16-20 цга. Участок поливается самотечным водоводом, имеется водораспределительная система бороздкового полива.
Рисунок 1 - Освоенный земельный участок по возделыванию ячменя
В хозяйстве на 8 га поливных земель выращивается люцерна (рисунок 2), производится три укоса, урожайность составляет до 25 тоннга, имеется опыт её возделывания, который будет использован в разрабатываемом проекте.
Рисунок 2 - Освоенный земельный участок по возделыванию люцерны
Освоен садоводческий участок полукарликовых пород фруктовых деревьев площадью 2,5га (рисунок 3), который будет плодоносить через 2-3 года. Полив его осуществляется напорным водоводом посредством насосной установки. Опыт его освоения может быть использован на вновь возрождаемых орошаемых земельных участках.
Рисунок 3 - Садоводческий участок полукарликовых пород
фруктовых деревьев
Имеющийся опыт по возделыванию зерновых и кормовых сельскохозяйственных культур, а также фруктовых деревьев на орошаемых землях, позволил ТОО Еген Жер создать свою систему автономного орошения с использованием зональных особенностей и природно-хозяйственных условий посредством созданного водонакопительно- распределительного водоема с естественной котловиной вместимостью до 2,5-3,5 млн. м ³, заполняемого за счет стока атмосферных осадков, талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель, снабженного самотечными и напорными водоводами с использованием при необходимости автономных насосных установок, а также расширения области его применения - разведения фауны, озеленение территории и создания зоны отдыха населения.
Накопленный опыт в ТОО Еген Жер по орошению вновь осваиваемых земельных участков рекомендуется крестьянским, фермерским хозяйствам и другим предприятиям АПК РК, у которых имеются аналогичные природно-хозяйственные условия, например, соседнее крестьянское хозяйство Балты Алматинской области, имеющее 100 га орошаемых земельных пустующих участков и требующее их освоения.
0.2 Состояние системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйствах южной зоны Казахстана
Орошение земельных участков, отводимых под сельскохозяйственные культуры, в хозяйствах АПК РК преимущественно осуществляются из водораспределительных комплексов, источниками водоснабжения которых являются реки, водохранилища, каналы и самотечные водоводы.
В Алматинской области в исследуемой зоне орошаемого земледелия основным водохозяйственным комплексом является Большой Алматинский Канал (БАК), водоисточником которого является сток реки Чилик и накопительные воды Бортогайского водохранилища [5].
Система орошения за счет водохозяйственного комплекса БАК охватывает землепользования хозяйств на территории массива в междуречье Чилик - Чемолган, в который входят четыре административных района Алматинской области: Енбекшиказахский (г. Есик); Талгарский (г. Талгар); Карасайский (г. Каскелен); Илийский (пос. Отеген-Батыр), а также территория г. Алматы, Капчагая и пос. Шелек.
Оросительная система состоит: из реки Чилик, Бортогайского водохранилища и Большого Алматинского Канала.
Река Чилик образуется слиянием рек Жангырык и Южный Талгар, основными источника питания которых являются вечные и сезонные снега, от их таяния зависит водный режим рек. Распределения стока в них вод зависит от изменения температуры воздуха и времени года.
В период весенне-летнего паводка (май - август месяцы) наблюдается максимальный расход реки Чилик, который составляет до 284 м[3]с.
Дополнительными источниками питания БАК являются подпитывающие тракты в виде продолжения оросительных каналов, берущих свое начало из рек, пересекающих трассу БАК.
Бортогайское водохранилище является водохранилищем сезонного регулирования стока реки Чилик. Общий объем воды водохранилища составляет 550 млн. м[3], в том числе полезноиспользуемый - 488 млн.м[3].
Основными гидротехническими сооружениями водохранилища являются:
- плотина каменно-насыпная с суглинистым ядром;
- рабочий водовыпуск из двух водоотводов с гидрозатворами, регулирующие рабочий попуск воды из водохранилища;
- аварийный водосброс шахтного типа, совмещенный со строительным туннелем.
Плотина сооружена из каменно-насыпной породы с суглинистым ядром, внутри которого для сбора фильтрационных вод проходит потерна с колодцами контроля, выходящими на сухой откос плотины. Фильтрационный поток воды из потерны поступает в отводящее русло, на котором установлен расходомер в виде треугольного водослива для определения суммарного фильтрационного расхода через основание и тело плотины.
Попуски из водохранилища поступают в отводящий канал и по естественному руслу реки протяженностью около 15 км доходят до водозабора БАК.
Рабочий водовыпуск водохранилища выполнен в виде туннеля из двух водоотводов диаметром 3,0 м и расположен на левом берегу. Подводящий канал к входному оголовку туннеля сооружен в виде водослива с широким порогом.
Аварийный водосброс расположен на левом берегу водохранилища и представляет туннель корытообразного сечения размером 55 м.
Водозаборный узел на реке Чилик является самотечным и выполнен ферганского типа. Он состоит из следующих гидротехнических сооружений: струенаправляющей дамбы подводящего и отводящего русла; щитовой плотины; наносоотбойного криволинейного порога; головных сооружений БАК и Правобережного канала; отстойников на БАК.
Щитовая плотина с общим пролетом в свету 20 м разделена на четыре отверстия, перекрываемые сегментными затворами, рабочий напор воды перед которыми составляет 3,2 м, максимальный - 5 м.
Водоприемник в БАК разделен на четыре пролета, перекрываемых плоскими затворами с пропускной способностью канала до 90 м3с.
Водоприемник в Правобережный канал разделен на два пролета, перекрываемых плоскими затворами, вода в который поступает по двум дюкерам, расположенным под рекой Чилик. Площадь квадратного проходного сечения каждого дюкера - 2,25 м3 (1,51,5м), а пропускная способность канала - 20 м3с.
Большой Алматинский канал имеет трапецидальное сечение, облицован железобетонными плитами и имеет протяженность 162 км. Его пропускная способность до 87 м3с.
На канале имеется три совмещенных водовыпуска - перепуска расходом до 8 м3с, которые оборудованы плоскими затворами, перекрывающими одно отверстие отводной трубы диаметром от 0,8 до 1,5 м. По трассе БАК также построено семь дюкеров с расходом до 24 м3с каждый. Они состоят из входного оголовка, напорного трубопровода и выходного оголовка. Дюкеры по конструкции четырехочковые с диаметром труб 2,7 м, режим работы которых напорный за счет разности уровней воды в верхнем бьефе и выходного оголовка дюкера. Скорость воды в дюкерах должна быть в пределах 1,5 - 4 мс, которая обеспечит незаилевание и ограничение потерь напора на дюкере. На БАКе расположено шесть аварийных сбросов воды, три из которых находятся перед необходимыми дюкерами.
Контроль за технологическим процессом на БАКе осуществляется по балансовым постам (БП), которые расположены: на границе орошаемых районов (гидроучастков); на границе хозяйств - потребителей воды; на крупных гидротехнических сооружениях; на границах смены облицовки канала (с земленым руслом). Расстояние между створами не более 15 км, тип расходометра - фиксированное русло канала.
Однако не все земельные участки крестьянских и фермерских хозяйств АПК Алматинской области смогут обеспечиваться поливом от водораспределительных гидроузлов и самотечных водоводов БАК из-за отдаленности некоторых хозяйств и по природно-хозяйственным условиям, требующих полива земельных участков по напорным водоводам.
За счет системы орошения водохозяйственного комплекса БАК полив земельных участков в хозяйствах Алматинской области обеспечивается лишь на площади 270 тыс. га, а остальная площадь орошаемых земель в 311,6 тыс.га обеспечивается поливом автономными системами орошения, водоисточниками которых являются местные реки, небольшие оросительные каналы и другие гидротехнические сооружения.
В настоящее время в зонах орошаемого земледелия идет направление вновь осваиваемых земель рестьянскими и фермерскими хозяйствами и другими предприятиями АПК РК. Эти земли десятки лет пустовали, на них ранее существовавшие системы орошения разрушены, применялись технологии орошения устаревшие, не эффективные и не отвечающие современным требованиям поливного земеделия [2].
1.3 Существующие направления технологии подачи воды на орошаемые земли в исследуемой зоне
На основании анализа состояния системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур (зерновых и кормовых) в хозяйствах южной зоны Казахстана (Алматинской области) установлено, что существуют следующие направления технологии подачи воды на орошение земельных участков:
oo безнапорная подача по самотечным водоводам от системы орошения водохозяйственного комплекса БАК;
oo безнапорная подача по самотечным водоводам от автономной системы орошения;
oo напорная подача по напорным водоводам от автономной системы орошения.
Безнапорная подача воды по самотечным водоводам осуществляется непосредственно от водотоков (рек) за счет создания гидротехнических сооружений - водохранилищ, каналов и отводных гидроузлов, проекты которых разрабатывают проектные организации.
Напорная подача воды по напорным водоводам осуществляется мелоративными насосными станциями и насосными установками передвижными и стационарными, снабженные центробежными насосными агрегатами с приводом от двигателей внутреннего сгорания (ДВС) или электродвигателей [6,7,8].
Каждое из направлений имеет свои недостатки и преимущества. Основные недостатки первого направления - не все земли, отведенные под орошение, могут поливаться, не на всех земельных участках качественный полив и рациональное использование водных ресурсов. Большие капвложения и эксплуатационные затраты.
Преимущество первого направления - возможность полива больших площадей и удовлетворение большого количества потребителей.
Основные недостатки второго направления - не все земельные участки автономных потребителей, отведенные под орошения, могут поливаться. Эффективное использование зависит от природно-хозяйственных условий орошаемых земель и от наличия рациональных водоисточников.
Преимущество второго направления - обеспечивается соблюдение сроков полива, повышение урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур.
Основные недостатки третьего направления - большие эксплуатационные и производственные затраты, необходимость в мелиоративных насосных установках и насосных станциях.
Преимущества третьего направления - обеспечивается полив труднодоступных земельных участков и повышение урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур.
В проекте будут использованы второе и третье направление подачи воды - безнапорная и напорная подача воды от автономной системы орошения, как наиболее эффективные для исследуемой зоны.
1.3.1 Соблюдение Водного Кодекса РК.
Решаемые задачи в проекте должны соответствовать следующим требованиям Водного Кодекса РК [11]:
1. Использование основных понятий в соответствии со статьей 1.
2. Поддержание экологически безопасного и экономически оптимального уровня водопользования и охраны водного фонда, водоснабжения для сохранения и улучшения жизненных условий населения и окружающей среды (Статья 3).
3. Соблюдение принципов водного законодательства РК по рациональному водопользованию с освоением современных технологий, позволяющих сократить водозабор воды и снизить вредное воздействие вод (Статья 9 и 10).
4. Использование поверхностных водных объектов совместного и обособленного пользования и соблюдения права пользования водными объектами (Статьи 12,17,18 и 22).
5. Собственники водохозяйственных сооружений несут ответственность за их безопасное техническое состояние в соответствии с законами РК (Статья 32).
6. В случае нарушения водного законодательства РК, собственник по судебному иску возмещает ущерб, нанесенный государству (Статья 40).
0.4 Обоснование технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер
Выбор технологии и технических средств подачи воды на орошение
На основании изученного состояния системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйствах южной зоны Казахстана, в частности, в Алматинской области, нами из трех существующих технологий подачи воды на орошение в первом приближении приняты две - безнапорная подача по самотечным водоводам от автономной системы орошения и напорная подача по напорным водоводам от автономной системы орошения.
Каждая из принятых технологий подачи воды на орошение земельных участков имеет свои преимущества и недостатки, указанные выше (П. 1.3).
Устранение указанных недостатков является обоснованием принятой технологии и технических средств подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер.
Предлагается комбинированная технология подачи воды на полив орошаемых земель с использованием сооружаемого водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной, бетонно-земляной дамбой и вместимостью до 2,5 - 3,5 млн.м3, заполняемого в течении года (сезона) за счет стока атмосферных осадков, талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель и снабженного системой самотечных и напорных водоводов, напор которых создается за счет разности отметок верхнего уровня воды в водоеме и уровня воды на выходе из напорного водовода.
Кроме того, предлагаемая технология и комплекс гидротехнических сооружений в виде накопительно-распределительного водоема с естественной котловиной позволяет расширить область применения: не только для орошения зерновых и кормовых сельскохозяйственных культур, но и для разведения фауны - рыб, птиц и озеленения территории, а так же в перспективе создание зоны отдыха для населения.
Выбор способа полива и схемы (плана) системы орошения осваиваемых земельных участков
В системе орошения существует ряд способов полива, из которых наибольшее распространение получили три: поверхностный, дождеванием и внутрипочвенный. Имеются и другие прогрессивные новые способы полива - капельный и мелкодисперсный. Однако основными из них и широко внедренными являются - поверхностный и дождеванием [7,10].
При поверхностном способе полива земельных участков вода распределяется по почве самотеком: по бороздам, напуском по полосам и заполнением в чеках или ярусах.
При способе дождевания вода разбрызгивается по полю с помощью специальных дождевальных машин и устройств.
При внутрипочвенном способе полива вода поступает в почву через систему подземных трубок - увлажнителей, заложенных на глубине 0,5-0,7м.
Каждому способу полива соответствует набор технических средств и устройств, которые определяют в сочетании с принятой технологией подачи воды на полив земельных участков, схему автономной системы орошения.
При выборе способа полива учитывают водопроницаемость почвы (водопоглащающую способность) и ее мощность, климатические факторы, рельеф участка, его гидрогеологические условия, залегания грунтовых вод, вид орошаемой культуры и наличие трудовых ресурсов.
Одним из главных факторов выбора способа полива является водопоглащающая способность почвы, которая по водопроницаемости характеризуется в зависимости от скорости впитывания воды: очень низкую при V = 20 - 50 ммч, среднюю при V = 50 - 150 ммч, высокую при V = 150 - 250 мм и очень высокую при V 250 ммч, при которых 1 мм впитываемого водой слоя почвы дает 10 м[3]га влаги.
На основании изложенного и учитывая, что земельные участки изучаемого объекта являются вновь осваиваемыми, принимаем поверхностный способ полива, как наиболее простой и широко распространенный в орошаемом земледелии.
Предлагаемая структурная схема орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер дана на рисунке 4, согласно которой вода из водоисточника (атмосферные осадки, сток воды с близлежащих возвышенных земель, родниковые воды) поступает и накапливается в водонакопительно-распределительном водоеме, из которого по безнапорному водоводу поступает на основные земельные участки, а по напорному водоводу - на труднодоступные земельные участки и завершается поверхностным поливом возделываемых сельскохозяйственных культур.
Рисунок 4 - Структурная схема орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер
План (общая схема) системы орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области представлен на рисунке 5.
На плане дана общая площадь земель исследованной зоны хозяйства, в том числе орошаемые земельные участки, на которой изображена система автономного орошения, включающая: водоисточник 1, водонакопительно-распределительный водоем 2, безнапорный и напорный водоводы 3 и 4, отводной канал 5 для сброса воды при переполнении водоема, бетонно-земляная дамба 6 с шлюзовым затвором, гидрозатвор для безнапорного водовода 7, бороздки поверхностного полива 8, общие и труднодоступные земельные участки 9 и 10, водоотводная и сбросная задвижки 11 и 12 напорного водовода.
Рисунок 5 - План (общая схема) системы орошения осваиваемых земельных участков в хозяйстве ТОО Еген Жер Алматинской области
1.5 Мероприятия по охране окружающей среды
Предлагаемая проектом технология подачи воды на полив орошаемых земель с использованием водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной и системой автономного орошения с безнапорным и напорным водоводами является экологически чистой, так как используется для полива чистая вода. Конструкции гидротехнических сооружений в виде водоема и водоводов вредного влияния на окружающую среду не окажут.
Технология подачи воды на полив орошаемых земель и конструкция гидротехнического сооружения соответствуют международным стандартам и нормативам по воздействию на окружающую среду.
Кроме того, созданный водный комплекс в виде водоема, способствует улучшению экологии окружающей среды, т.к. способствует озеленению территории, разведению фауны и созданию зоны отдыха для населения.
На основании изучения состояния системы орошения земельных участков для возделывания сельскохозяйственных культур в хозяйствах южной зоны Казахстана, в частности, в Алматинской области, обоснована технология и технические средства подачи воды на орошение земельных участков хозяйства ТОО Еген Жер в виде автономной системы орошения с безнапорной и напорной подачей воды по водоводам с использованием водонакопительно-распределительного водоема с естественной котловиной, заполняемого в течении года (сезона) за счет стока атмосферных осадков, талых и родниковых вод, что повысит обеспеченность полива орошаемых земель до 100 % и позволит получать стабильный урожай возделываемых сельскохозяйственных культур, а так же будет способствовать расширению области применения: для озеленения территории, разведения фауны и создания в перспективе зоны отдыха для населения.
1 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРМЕТРОВ ПРИНЯТОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОДАЧИ ВОДЫ НА ОРШЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ИЗ ВОДОНАКОПИТЕЛЬНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВОДОЕМА
0.1 Методика расчета основных параметров принятой технологии подачи воды на орошение
Методика расчета направлена на определение основных параметров водонакопительно-распределительного водоема, который является в принятой технологии подачи воды на орошение земельных участков в исследуемом хозяйстве основным гидротехническим сооружением автономной системы орошения.
К основным параметрам водонакопительно-распределительного водоема относим следующие: полезный объем воды , общий объем воды , мертвый объем воды , допустимый объем воды в водоеме , общая высота водоема , высота сработки воды в водоеме .
Основные параметры водонакопительно-распределительного водоема определяются на основании необходимых исходных данных: площади орошаемых земельных участков Fзу, нормы расхода поливной воды на 1 га земли , зарегулированный приток воды в водонакопительно- распределительный водоем , коэффициент использования оросительной системы .
Полезный объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме определяем по формуле
, (2.1)
где - полезный объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме, м3;
- годовая норма полива 1 га земельных участков i-ой возделываемой культуры, м[3]га;
- площадь орошаемых земельных участков i-ой возделываемой культуры, га;
- коэффициент использования оросительной системы.
Общий объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме определяется по формуле
, (2.2)
или, подставляя из (2.1), имеем
, (2.3)
где - мертвый объем воды в водоеме, м3.
Мертвый объем воды в водоеме обосновывается необходимостью в перспективе использования водоема для создания фауны: рыб, водоплавающей птицы, для озеленения территории и для создания зоны отдыха для населения, который должен быть не менее полезного объема и определяться по выражению
, (2.4)
где - среднеприведенный приток воды в водоеме, м[3]сут;
- продолжительность, в течении которого происходит заполнение водоема водой за счет стока талых и родниковых вод с близлежащих возвышенных земель в зоне расположения водонакопительно-распределительного водоема, сут.
- полезный объем воды в водоеме, м[3].
Допустимый объем воды в водоеме (вместимость водоема) обосновывается необходимостью резервного запаса воды, когда максимальный приток воды превышает среднеприведенный , т.е. , и определяется по формуле
, (2.5)
- резервный объем воды в водонакопительно-распределительном водоеме, м[3]:
, (2.6)
где - максимальный приток воды в водоем при влагообильном периоде года, м[3]сут:
, (2.7)
где - коэффициент увеличения среднеприведенного притока воды в водоем.
При подстановке из (2.6) и из (2.7) в (2.5), имеем
. (2.8)
Общая высота водоема и высота сработки воды в водоеме обосновываются на основе конструктивного исполнения водонакопительно-распределительного водоема в зависимости от природно-хозяйственных условий и экономической целесообразности его сооружения, и определяются из следующих инженерных выражений:
, (2.9)
, (2.10)
где - допустимый объем воды в водоеме (вместимость водоема), м[3];
- полезный объем воды в водоеме, м[3];
- среднее сечение всего водоема по его ширине (в виде трапеции с постоянной высотой на половине длины водоема и переменной), м[2]:
, (2.11)
где - ширина водоема по дну и по верхней рабочей части, м;
- среднее сечение водоема в его полезной части объема, м[2]:
, (2.12)
где - высота сработки воды в водоеме, м;
- ширина водоема на отметке сработки воды для полива земельных участков, м.
Подставляя в (2.9) из (2.11), в (2.10) из (2.12) и решая соответственно относительно и , получим окончательные формулы по определению высоты водоема и высоты сработки воды в водоеме :
, (2.13)
. (2.14)
0.2 Обоснование параметров водонакопительно-распределительного
водоема
Расчет основных параметров водонакопительно-распределительного водоема выполняем по приведенной выше методике.
Полезный объем воды в водонакопительно-распределительном
водоеме
Рассчитываем по формуле (2.1)
м[3],
где = 2900 м[3]га - годовая норма полива возделываемых сельхозкультур для Алматинской области по данным системы орошения водохозяйственного комплекса БАК; по данным КазНИИВХ [11,12] нормы полива озимой пшеницы при двухразовом поливе составляют 2700 м[3]га; принимаем для расчета наибольшее значение (с учетом по данным хозяйства третьего полива перед пахотой в августе месяце), равное 4350 м[3]га;
= 68 га - площадь орошаемых земельных участков по данным хозяйства ТОО Еген Жер, которые преимущественно предназначены для возделывания зерновых культур (яровой пшеницы) [2,13];
= 0,36...0,77 - коэффициент использования оросительной системы по данным системы орошения водохозяйственного комплекса БАК (в зависимости от расположения водоподающей трассы); по данным КазНИИВХ [13,14] коэффициент может доходить до 0,4...0,6; принимаем ... 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
