Текст
                    ••••
•••••

••••
•••••

••
•

•

•

••

• • • •
••• ••

••

••••
•••••

••••
•

•••«
• ••«


Учет êb/àaeu I I ІО 20 I 30 I ko I 50 60 10 ç У у с ѵ ж /п ш ^2^9 80 Ci 90 WO
Д. Ь. Ц И П Р и с ОРОШЕНИЕ В НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЕ М О С К В А « К О Л О С » 1973
631.(І Ц 67 УДК 631.67 (470.31) 1 Гос. публичная , • лаучно- 7ѳхничѳ«кая | І Зы блиотека С С С Р ЭКЗЕМПЛЯР . Ч ѵ і Т - 'П Ь Н О Г О 3 /■ /'• А j 1 I Æ ’f / S Циприс Давид Борисович. Ц67. Орошение в нечерноземной зоне. М., «Колос», 1973. 192 с. Рассмотрен режим орошения в нечерноземной зоне, освещены вопросы развития и применения новой техники дож девания, а такж е совмещенных осушительно-оросительных систем. И злож ена разработанная под руководством автора и проверен­ ная в полевых условиях нечерноземной зоны методика расчета основ­ ных парам етров реж има орошения н осушения по метеорологическим показателям , 0435— 191 035 ( 0 1 ) — 73 57-73 © И З Д А Т Е Л Ь С Т В О -К О Л О С *,1 9 7 3
ПРЕДИСЛОВИЕ Вопрос об активном двухстороннем регулировании водного режима почв в условиях нечерноземной зоны РСФСР широко обсуждался мелиораторами и агроно­ мами еще в 30-е годы. Исследовательские работы, проводившиеся Север­ ным научно-исследовательским институтом гидротехни­ ки и мелиорации (СевНИИГиМ) под Ленинградом и на его опорных пунктах (Брасовском, Калининском, Новгородском), велись по двум направлениям: мелиора­ ция подпахотного слоя и шлюзование болот, что пред­ полагает аккумуляцию на месте излишней весенней влаги для ее последующего использования в летние засушливые периоды или в расчете на естественный приток с водосбора (Б. Г. Гейтман). Указанные способы регулирования водного режима почвы следует признать экстенсивными, так как в ост­ розасушливые периоды местной влаги становится недо­ статочно для обеспечения оптимальных условий роста растений. Именно поэтому дальнейшее развитие прин­ ципа шлюзования заболоченных земель, в том числе и для минеральных почв (П. В. Волковский), базируется на необходимости подведения оросительной воды в не­ обходимом количестве со стороны. В практике сельскохозяйственного производства зо­ ны наиболее широкое развитие нашло орошение дожде­ ванием. Действительно, в условиях зоны орошение дождева­ нием имеет ряд преимуществ перед способами поверх­ ностного полива. Полив ведется при небольших нормах (в пределах 200—300 м3/га), что уменьшает опасность переувлаж­ нения почвы при выпадении больших дождей вслед за •поливами. Его можно вводить без предварительной тщательной и капитальной планировки поверхности, что важно при малой мощности пахотного слоя на боль­ шей части территории зоны. При дождевании легче дифференцировать нормы полива в зависимости от ви­ да культуры и почвенной разности, что существенно при значительной пестроте почвенного покрова и микро­ рельефа в пределах даже одного поля севооборота. Этот наиболее механизированный и мобильный спо­ соб орошения в наибольшей степени отвечает условиям 3
орошения при быстрой смене дождливых периодов за­ сушливыми. Он оказывает эффективное микроклимати­ ческое воздействие на приземный слой воздуха орошае­ мого поля, что позволяет вести борьбу с заморозками в ранневесенний и осенний периоды. При дождевании можно одновременно с поливом вно­ сить минеральные и органические удобрения, что обеспе­ чивает лучшее усвоение питательных веществ растения­ ми и сокращает затраты ручного и машинного труда. Орошение дождеванием благодаря небольшим по­ ливным и оросительным нормам дает значительную эко­ номию воды в сравнении'с поверхностными способами полива. Данные по опыту орошения сельскохозяйственных культур в странах с достаточно влажным климатом (Англия, Польша, ГДР, Чехословакия, Дания, Голлан­ дия), а также в пригородных хозяйствах Ленинградской, Московской, Калининградской областей, Литовской ССР, Латвийской ССР и Эстонской ССР, вокруг гг. Перми, Магнитогорска, Новосибирска, Свердловска и др. пока­ зывают, что орошение дождеванием — высокоэффектив­ ное мероприятие, обеспечивающее высокие и стабиль­ ные урожаи сельскохозяйственных культур. В ближайшие пятнадцать-двадцать лет одним из основных направлений мелиоративных работ в РСФСР планируется развитие орошения земель, в том числе и в зоне избыточного увлажнения, в районах, прилегаю­ щих к городам и промышленным центрам, для удовлет­ ворения потребности населения их в овощах, цельномо­ лочной продукции и раннем картофеле. Поэтому воз­ никает необходимость обобщить опыт научных иссле­ дований и производства по двухстороннему регулирова­ нию водного режима почвы (в основном способом дож­ девания на осушаемых землях или путем внутрипочвенного увлажнения) для наиболее целесообразного проектирования, строительства и эксплуатации ороси­ тельных и осушительно-оросительных систем в нечерно­ земной зоне РСФСР. В основу настоящей работы положены исследования по режиму и технике полива, проводившиеся в 1957— 1971 гг. в СевНИИГиМ, на его опорной сети в РСФСР, а также данные работ, проведенных в некоторых райо­ нах Сибири и Дальнего Востока, в Литовской ССР и Латвийской ССР. 4
Глава 1 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОРОШЕНИЯ ОСУШАЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВВЕДЕНИЯ ОРОШЕНИЯ В настоящее время орошение на территории нечер­ ноземной зоны СССР интенсивно развивается, и нет не­ обходимости в подробных доказательствах целесооб­ разности этого мероприятия. Остановимся кратко на почвенно-климатических условиях северо-западной ча­ сти рассматриваемой территории, как наиболее влаж­ ной и где, к сожалению, опыт орошения еще недостато­ чен. Климатические условия на территории Северо-Запа­ да (куда по РСФСР относятся Ленинградская, Псков­ ская, Новгородская и Вологодская области) определя­ ются непосредственным влиянием Балтийского моря и крупнейших озер — Ладожского и Онежского. Усиленная циклоническая деятельность вызывает не­ постоянство погоды и значительное среднегодовое коли­ чество осадков (в пределах 600—700 мм). Наибольшая часть осадков (35—40%) выпадает в летние месяцы; на осень приходится до 251%, причем осенние дожди характеризуются большой продолжи­ тельностью и малой интенсивностью, что вместе с низ­ кими температурами воздуха обусловливает низкие ве­ личины суммарного испарения в этот период. По таким общим показателям, как среднемиоголетние данные по осадкам и температуре воздуха в веге­ тационный период, указанная территория характеризу­ ется большой однородностью. Климатическая разница заметнее в зимний период: так, на востоке территории среднемесячные температу­ ры на 3—4° ниже, а устойчивый снежный покров на 10—15 дней продолжительнее, чем на западе. Подробнее климатические особенности территории в вегетационный период можно характеризовать данны­ ми метеорологической станции «Ленинград» (город), имеющей непрерывные и высококачественные наблюде­ ния за длительный ряд лет (табл. 1 и 2). 5
Таблица 1 Среднемесячная температура воздуха различной обеспеченности по метеорологической станции «Ленинград» (за 1881— 1950 гг.) М а й ................................. И ю н ь ............................... И ю л ь .............................. Август ............................. Сентябрь . . . . 9,7 15,9 14,7 ' 19,1 17,9 21,5 15,9 19,8 10,9 14,9 минимальная максимальная Месяцы среднемиоголетняя Среднемесячная температура, ° С, К обеспеченность, 5 25 50 5,8 13,3 11,1 9,6 11,4 17,8 15,8 14,7 14,3 20,8 19,1 17,7 13,2 18,8 17,0 15,8 7,0 13,4 11,7 10,8 % 75 95 8,0 13,5 16,7 14,7 9,9 6,4 11,8 15,2 13,5 8,3 Таблица 2 Среднемесячные суммы осадков различной обеспеченности по метеорологической станции «Ленинград» (за 1881— 1950 гг.) М а й ................................. И ю н ь ............................... И ю л ь .............................. Август ............................. Сентябрь . . . . ссса X Л 2«=: < X3 S минимальная Месяцы среднемного­ летняя Среднемесячная сумма осадков. 45,1 57,4 61,2 82,4 60,6 115 .146 135 203 178 3 8 5 8 11 ММ обссп гчеішс СТЬ, S£ 50 75 95 97 58 41 104 75 54 119 80 59 116 103 81 126 74 54 27 35 38 53 41 13 15 18 28 19 5 25 Приведенные в таблицах 1 и 2 данные показывают, что колебания среднемесячных величин осадков и тем­ пературы воздуха по годам могут быть довольно зна­ чительными. Действительно, периоды влажных лет сме­ няются периодами сухих лет с «недобором» осадков против нормы. В таблице 3 представлены данные, показывающие, что в среднем за любой сезон года в условиях Ленин­ града осадки превышают условный предел «сухого се­ зона», но находятся ниже «условного предела сырого сезона» [45]. 6
t а бл н ц а 3 Среднее количе­ ство осадков за сезон Условный предел сухого сезона Наименьшее ко-, личество осадков по годам Весна (III—V) Лето (ѴІ—ѴІІІ) Осень (IX—XI) Зима (XII— II) Условный предел сырого сезона Сезоны Наибольшее ко­ личество осадков за год Колебания осадков по сезонам года, мм (по данным метеорологической станции «Ленинград») 203 (1924) 375(1869) 295 (1763) 162 (1867) 135 230 180 ПО 95 196 142 85 60 150 100 50 18(1767) 29(1868) 54 (1785) 28(1784) Е сли же перейти к сопоставлению более конкрет­ ных величин осадков Р и испаряемости V по данным не­ которых метеорологических станций территории (табл. 4), то придется сделать заключение, что почти везде в течение первых трех месяцев вегетационного периода испарение значительно превышает осадки, и, возможно, требуется искусственное их восполнение. Таким образом, несмотря на положительный годовой баланс влаги (превышение осадков над испарением за год в среднем на 200—250 мм) и широкое распростра­ нение в связи с этим почв избыточного увлажнения и, следовательно, осушительных мелиораций на северо-за­ паде СССР, интенсивное возделывание сельскохозяйст­ венных культур при постоянно оптимальном увлажне­ нии почвы выдвигает задачу орошения. Гидротехнические и агротехнические осушительные мероприятия, направленные на отвод избыточной влаги из пахотного и подпахотного слоев почвы, могут лишь усугублять вредное влияние засушливых условий в слу­ чае наступления бездорожных периодов. Известно, что все физиологические и биохимические процессы в растениях происходят только в присутствии воды. При недостатке воды даже в отдельные непро­ должительные периоды времени растения приспосабли­ ваются к засушливым условиям и становятся менее от­ зывчивыми к оптимальному водному режиму, что в ко­ нечном итоге ведет к снижению урожая. Овощные культуры предъявляют повышенные требо­ вания к своевременному обеспечению их водой. 7
} Осадки и испаряемость в течение вегетационного периода по некоторым метеорологическим станциям Ленинградской, Псковской, Новгородской и Вологодской областей О, —1 СП ю <М О СО СО CN СО r4 0 00 C NOlr— 'СОООг— Ir—CNODt— іг-нг-нС Ч^ —00 _±___________ + + + + I соо5<мсоюсог—cor—t—юосососооо TfcoNimoooocosco^^^toocüo tONcONNONNCÛ^OiOiONiOtû I Q, — rHi-H-fMOCO^O^rr^tMOO _±________ I__± ___________ О О Ю М Х ) t— 0 5 •— I T t * C 4 Q 'tC O C O (N O (N C N O C O O U O '- H fO t— t— C^* о» CO t— O0 00 OO С— СО СО СО Ю CO 05 C D l O C O C O C O < M t — (М О О СО — CO О О О Э О Э С П С О Г ^ Г ^ - С О С О І — СОООС— С— С О О ) I Q, CN05CM — < COCOt—T}<rj4M CO NcO ^ COC'l'-"r-ao(McONr-lr-.rH I I I I I I I I I I I + 1+ 1 I O^WOrHCûMTtcOfslOOlOUÎCOO 050505050505О 0505СОС'"*СОО Г"»ООі— С О С 5 С О С О С О Ю О Г — < М 0 5 < М ^ (М ^ — СО l o o t — <-c>cot— t— с © о о с о 0 5 с о с о г - - с о і — I О, O C N lO O L O -tM L O O N 0 5 СО СО СМ і-О С О’^СОСОСМ^іОООіОСОЮ г-.^ОІ'^Ю II I I I II I I I I И I і I O^i^CDOmNOCOOCO-^COCOlOCN 0 5 0 0 0 5 0 0 — O ’— 0 0 0 0 5 0 0 5 0 С М С 0 0 5 О 0 5 Ю * ^ Ю С 0 С 0 С 0 —> (М (М О С О С > О Ю Г — O t — C O C O t - C O O O O t — COC— СОСО COCO^cOT^-^CO^iOrt<CO^-!r<Mrt'-^ I I I I I I I I I I I I II I I lO t ^ O * ^ I О, — С О С О С О О ІС О О О О С О ^ О Ю C N < N O < N < N - ? ft— 00<М СО — Г - С 0 Ю 0 5 Ю СО 0 0 0 5 СО 0 5 0 5 О 0 5 О ОО 0 5 СО 0 0 Г— С— 05 С - Ю О С О і —І С О ^ Ю О Ю С О Г — СО»—< 0 5 0 r},'Tfio^î1iOTt4’^,iOiO,^fiO’^'^«OCOiO *о=t о, о cd 8:>» X Он O и w « ® s £ 4 V O .« O, *Я S D я я Я O s t,\o ю ca 3 и ~ X W S S X C a OCUOdblO^StS о 3 «я и S a a a c u ч « о I- e «Ч H Ç3 Q CL( г. U m {Q О) СХ. 0> » О* — 4£ r« s § кЗооЕ-тооЯоосиоа^еС s 3 "Of-TOOŒOO fctftQ CQ Щ и CQ С С ( х « (Q н m 8
За время вегетации в короткие засушливые, без зна­ чительных дождей, периоды растения быстро использу­ ют доступный объем почвенной влаги из маломощного гумусового горизонта и страдают от недостатка влаги, так как приток влаги из нижележащих горизонтов обыч­ но очень незначителен. В пахотном слое почвы, мощность которого в боль­ шинстве случаев на территории нечерноземной зоны не превышает 20—30 см, содержится обычно 20—35 мм (200—350 м3/га) легкодоступной для растений воды. Испарение же в засушливые периоды составляет в среднем 3—5 мм/сутки, так что в засушливую погоду уже через 6—7 дней становится необходимым полив. Кротование, рыхление и глубокая вспашка, рассчи­ танные на перераспределение и аккумуляцию части влаги в почве, как элементы двухстороннего регулиро­ вания водного режима в таких случаях оказываются недостаточными, и вопрос двухстороннего регулирова­ ния водного режима почвы приходится решать с по­ мощью искусственного орошения. Орошение дождеванием в условиях рассматривае­ мой территории, как уже указывалось, имеет ряд преи­ муществ перед способами поверхностного полива. В условиях рассматриваемой наиболее «увлажнен­ ной» части территории нечерноземной зоны СССР изза неравномерности выпадения осадков в течение веге­ тационного периода влажность почвы резко и неодно­ кратно меняется от недостаточной до избыточной. По­ этому и метод расчета количества воды, необходимого для орошения, должен основываться на возможно бо­ лее детальном анализе данных по осадкам и условий, определяющих интенсивность их испарения. Установлено, что среднесуточные значения темпера­ туры воздуха могут служить достаточно надежным по­ казателем интенсивности использования влаги сельско­ хозяйственным полем при орошении осушаемых земель. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОРОШЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ Не останавливаясь подробно '.на конкретных данных по эффективности орошения овощных культур и карто­ феля (она общеизвестна), рассмотрим эффективность 9
орошения кормовых культур (пропашных и трав), оро­ шение которых на территории нечерноземной зоны яв­ ляется делом сравнительно новым. Покажем перспек­ тивность их орошения на фоне высокой агротехники, так как часто только в этом случае орошение может быть эффективным. Основное направление интенсификации сельскохо­ зяйственного производства в последние годы — широкое проведение водной н химической мелиорации почвы. Орошение и осушение выступает при этом в подавляю­ щем большинстве случаев как необходимая основа и предпосылка эффективного применения все большего количества удобрений. К настоящему времени извест­ но значительное число работ, свидетельствующих о зна­ чительном повышении эффективности удобрений благо­ даря орошению. Автором совместно с В. II. Ревутом составлена свод­ ка результатов некоторых полевых исследований, про­ веденных с различными культурами по наиболее полной схеме: контроль (при естественном увлажнении и хозяй­ ственном фоне удобрений или без них) ; дополнительные удобрения в расчете на обеспечение основными элемен­ тами питания высоких урожаев; орошение в расчете на обеспечение оптимальных условий влажности почвы в наиболее ответственные для растений периоды вегета­ ции; орошение в сочетании с удобрениями (дозы та­ кие же, как и при раздельном применении обоих при­ емов) . Данные, полученные в районах давно установленной и признанной эффективности орошения (Г. К. Льгов, С. Д. Лысогоров, И. Я. Делибалтов, И. Р. Ильин, Е. И. Тукалова, М. И. Хорт, В. Л. Ершова, И. Д. Ковале­ ва, В. Д. Корнеева, Л. А. Косова и др.), свидетельствуют о том, что применение удобрений обеспечивает прибав­ ку урожая от 7 до 80% (в среднем на 27%), прибавка урожая от орошения — И —103% (в среднем на 44%), прибавка урожая от совместного применения орошения и удобрений — 41—205% (в среднем 116%). Эти дан­ ные подтверждают известный вывод о большей эффек­ тивности орошения по сравнению с удобрениями в рай­ онах орошаемого земледелия. Бесспорно заключение и о более высокой эффективности совместного примене­ ния орошения и удобрений в районах традиционного орошения. 19
Орошение, однако, получает все большее развитие и в районах так называемого нормального и избыточного увлажнения, где оно наряду с осушением служит для активного двухстороннего регулирования водного режи­ ма почв сельскохозяйственных угодий. Опыты в Московской области (Е. Г. Петров, Б. А. Пи­ сарев и др.) показали, что в условиях относительно достаточного увлажнения эффективность удобрений вы­ ше по сравнению с южными районами, что связано с бедностью почвы доступными для культурных растений питательными элементами. Имеется ряд работ с данными высокой эффективно­ сти орошения овощных культур и в зоне так называе­ мого избыточного увлажнения, где в периоды недостат­ ка влаги сельскохозяйственные растения остро нужда­ ются в дополнительном увлажнении (Н. В. Карпова, В. С. Ломакин, В. И. Ревут и др.). Необходимо указать, что при анализе эффективно­ сти орошения и удобрений по зонам следует учитывать резкое увеличение дефицита влаги за вегетационный пе­ риод к югу и сравнительно небольшое, как показали наши расчеты, уменьшение величины межполивных ин­ тервалов при одинаковых нормах полива. При одина­ ковой стоимости кубометра воды (условно) из-за высо­ ких оросительных норм эксплуатационные затраты на орошение на юге выше, чем в северных районах. Капи­ таловложения же по системам примерно одинаковы (без учета затрат по водоисточнику), так как расчет­ ный расход воды (модуль) определяется в первую оче­ редь величиной межполивного интервала. Рассмотрим эффективность орошения, удобрений и совместного их применения в условиях нечерноземной зоны РСФСР. Остановимся на опытах с кормовыми культурами, так как создание стабильной и дешевой кормовой базы является повсеместной проблемой. В Польше [63] без орошения был достигнут урожай корней кормовой свеклы при дозах N P K в 614 ц/га, ботвы 164 ц/га; при двойной дозе удобрений без оро­ шения соответственно 705 и 207 ц/га. При орошении и внесении N P K урожай корней и ботвы был 690 и 210 ц/га, а при орошении и двойной дозе удобрений — 803 и 261 ц/га. Опыты по изучению эффективности сочетания оро­ шения и удобрений на кормовых культурах проводи­ 7 0 7 0 4 0 4 0 6 0 6 0 11
лись в 1968 и 1969 гг. в опытно-производственном хо­ зяйстве СевНИИГиМ на дерново-среднеподзолистых слабооглеенных легкосуглш-шстых почвах, подстилае­ мых тяжелым суглинком, в 20 км от Ленинграда. Вслед­ ствие значительного исходного содержания в почве под­ вижных соединений калия и фосфора (порядка 20— 30 мг на 100 г почвы) испытывались разные дозы азот­ ных удобрений. Все опыты с кормовой свеклой прово­ дились на фоне одинарной (1,5 ц) и двойной (3 ц) дозы аммиачной селитры. Для всех вариантов общим фоном было внесение 45 т/га органических и минеральных удобрений (из расчета 3 ц/га суперфосфата и 2,3 д/га калийной соли). Проведенные поливы совместно с по­ вышенными дозами минеральных удобрений значитель­ но повысили урожаи кормовой свеклы (табл. 5). Таблица S Урожай кормовой свеклы в опытно-производственном хозяйстве СевНИИГиМ, 1968 г. Варианты опыта Контроль на фоне 1 N Контроль на фоне 2 N Три полива на фоне 1 N Три полива на фоне 2 N УрожаП, ц/га 185+19,9 150 + 10,4 239 + 16,1 336 + 24,5 С к конт­ ролю 1 N 10 0 81 128 182 Примечание. Повторность опыта Точность опыта 6,6—6,9%. % к конт­ ролю 2 N с 123 10 0 159 224 8-кратная. Необходимо отметить, что повышенная доза мине­ ральных удобрений сказалась лишь при проведении по­ ливов. Как показывают данные таблиц 6 и 7, полив на фоне одной дозы аммиачных удобрений дал дополни­ тельный чистый доход по этому варианту 33,5 руб/га; однако с учетом нормативной эффективности вложений убытки составили 14 руб/га. С точки зрения эффектив­ ности орошения оптимальным оказался вариант поли­ вов по фону двойной дозы аммиачных удобрений. Д о­ полнительный чистый доход от орошения был 208,9 руб/га, а с учетом нормативной эффективности — 12
352,8 e на фоне шость 1 ц ным 0,09, е затраты сти (0,12) кая от ор £ £ “ я § ° СО со СО CN со CN см Он . «у £ч C O C O O H WO я £ X <у h « н5 К Я * & ° a g s g x * BJ/п ‘(BQiog/imdoji) BiiHamodo 1 0 oïl-odiHOM я BMflBgiidij 53/55 ' 186/144 вл/ті *(ca -iog/iiHdOH) yejKod^ 336/230 Полив на фоне 2N oiniamodo en О ю О ю ю ОО «—• cf 5J BBJKodiC mincgndu XHdogX ch Ю Ю S 0О5 191,9 127,5 ^145 ц/г а; на фоі принят а равно й — 0,1:2. 5. Допі г, К - - капиталь тельныій диффер« О1ЭЭ0 ю со ” g см _ S П р и м е ч а н и я . 1. У рожай на в:онтрольнс 2. Стоимость оросительно й системы[ 400 руб/i держание корм. ед. в 1 кг бс)ТВЫ при] денные затраты: П 3 = С - - ЕВК, где С — допо орошение; Е а — норматив ный коэфе[шциент эс Д у = Ц —ПЗ, где Ц — сто имость дсшолнителі s v ä i S s 143,90 Bj/gXd ‘niBdiBc зіяй -iiotroandu эпи -qirammrouoïr 79,55 ! BJ/gÆd ‘Boxov uniD -lih IjnnqifDiiniBOUOU' « 113,1 § 238/200 ■Ѵэ ’ІЧЧІОЯ 'вин -amodo іо BHaBçjHdjj Полив на фоне 1N *gXd ‘иннэшосіо іо ввжойХ ияав 9 іі0 и яіэоинохэ ю Варианты опыта Дополнительные затраты, руб/га Экономическая эффективность орошения свеклы в ОПХ СевНИИГиМ за 1968 14,4 50/86 ц/га. i. 4. Co~ je привеэаты на ШЙ доход. 160,90 (-) BJ/gXd ‘Box -ov uiqHHBHodimHDdac[) -фнВ lJlin4L'aiHUL'OUO£f 1 o ’ л te га 1 04 ч m п Z ° H Q, " " g a g £ к 33 я О« й) о я к s t? о 5 ■ П " XOoboCt О 5 * “ s <о CQ ÜÎ s S а О 13
CN ° CO* Ef пл/gXcI 'voxov ynimcaodmi -иэсіэффиіг уннчігэіннігоиои’ ^ o> Ч О се c j/g K d Экономическая эффективность удобрения свеклы в ОПХ СевНИИГиМ за 1968 и ‘ït o x o v СО О ym oiih ym m aiim i/ouotf се и. о CÙ CJ/gXd ‘m e d ia e эпшіэѵэа »H ОО со -H d u ЭПНЧІГЭ1ІІШГ01І0Ѵ 3 се о. се ojooa 0Î г -с СО оо СО** 00 1 со о о s л [ amiodgoïiî си at S о о isoKodX n>ioegndu X.HdogX en ч , cj/gXd ‘yHHod tTi( винаэ J-эна іо iixes Hdu яіэоиноіэ 9 0 9 *ïs *KdOH ‘(coiog /нHdOH) ynHadgoirÆ винээ -ana^io^oiifOdiHOH м ехаедигіц cj/n '(e a io g /H K d O M ) yH H adgotrX 1 0 ourodiHOH я ошедийц о <м V* 1 Ю CO 1 *w* CD bj/ïi ‘(eaiog/HHdoH) ycwodyÇ ce H 3 O es eu »ce CD LO СП /»N 1 CO O Ю 2cq <L> ■Ѳ* ca 14 96,2 Н Я 4Д O O, H K O I- то < О Er, /■—ч CD 1 t" m Ю 1 1 O) CO O CO CN CO­ CO CO 2cq я O •& я<0 s4Д O c П р и м e ч a н и я. 1. Урожай на контрольном варианте на фоне Ш составлял 185/ 145 ц/га; на поливном ва­ рианте на фоне 1N — 238/200 ц/га. 2. Стоимость 1 ц минеральных удобрений равна, по данным отдела эконо­ мики СевНИИГиМ: суперфосфата — 2,1 руб.; калийной соли— 1,64 руб., аммиачной селитры — 5,4 руб. W
160,9 руб/га; Из этих же расчетов следует, что дополни­ тельные дозы удобрений в условиях опыта без поливов неэффективны. На контроле при двух дозах азотных удобрений урожай был ниже, чем на контроле при од­ ной дозе. Объяснять снижение урожая повышением дозы удобрений мы не считаем возможным, хотя в ли­ тературе и имеются указания на такие факты. Возмож­ но, в условиях проводимых опытов сказались условия микрорельефа. Изучение совместного влияния орошения и подкор­ мок было продолжено в 1969 г. также на дерново-сла­ боподзолистых, слабооглеенных, суглинистых почвах в опытах с гибридной брюквой сорта Куузика. Органических удобрений в пересчете на содержание аммиачного азота было дано 20—25 т/га. Количество минеральных удобрений, внесенных как общий фон (не­ зависимо от норм удобрений), было следующим: 1 д/га аммиачной селитры, 1 ц/га калийной соли, супер­ фосфата 3 ц. Двойная доза минеральных удобрений включала 2,2 ц/га калийной соли и 2,2 ц/га аммиачнэй селитры. За вегетационный период была проведена одна под­ кормка брюквы аммиачной селитрой. На вариантах с INK вносили 1,4 ц/га аммиачной селитры, на вариантах с 2NK — 2,8 ц/га. Таблица 3 Урожай брюквы в ОПХ СевНИИГиМ (1969 г.) Варианты опытов Контроль (без орошения на фоне INK) . Контроль на фоне 2 N K ............................... Шесть поливов на фоне INK . . . . Шесть поливов на фоне 2NK . . . . ■ Урожай, ц/га 560 620 685 845 Приведенные данные свидетельствуют о том, что в условиях 1969 г^ было эффективно и орошение брюквы (прибавка урожая к контролю без орошения была 180--225 ц/га) и удобрение (прибавки к соответствующим вариантам с INK — 84—105 ц/га). Самый высокий уро­ жай был получен на варианте поливов при двойной дозе минеральных удобрений. Даннуе статистической об­ 15
работки показали, что все варианты, кроме поливного на фоне INK, дают достоверную прибавку от удобрения (неполивные сравнивали с контролем на фоне INK, поливные — с поливом на фоне INK). Относительно прибавок от орошения (орошаемые варианты на фоне INK и 2NK сравнивали с соответствующим вариантом без орошения) следует сказать, что достоверная при­ бавка получена только на варианте орошения с 2NK. Следовательно, орошение кормовой брюквы было эф­ фективно при высокой дозе вносимых удобрений. В таб­ лицах 9 и 10 приведены данные экономической эффек­ тивности удобрения и орошения брюквы, из которых следует, что дополнительное внесение удобрений было эффективно, но наиболее значительные прибавки до­ полнительного чистого дохода (151,7 руб/га) получены при орошении на фоне 2NK. Заметим, что, по данным отдела экономики СевНИИГиМ, для эффективного использования капита­ ловложений в орошение для прибавок урожая в 1000 кормовых единиц стоимость оросительной системы при эксплуатационных затратах 50—60 руб/га должна сос­ тавлять 100—200 руб/га. Этим условиям удовлетворяет применение передвижных комплектов орошения. Следует отметить, что при существующем уровне урожайности на долголетних культурных пастбищах (КП) и существующем уровне обеспечения их удобре­ ниями орошение дождеванием (в большинстве случаев) рентабельно также при использовании передвижных комплектов ирригационного оборудования. Однако эффективность орошения КП на территории нечерноземной зоны можно резко повысить при опти­ мальном фоне удобрений. Это подтверждает опыт соче­ тания оптимального режима увлажнения с разными до­ зами азотных удобрений (табл. 11). Не разбирая подробно данные таблицы 11, отметим лишь одно положение, наиболее важное с точки зрения экономических перспектив орошения КП: при обеспе­ чении в достаточном количестве орошаемых пастбищ минеральными (в основном азотными) удобрениями эко­ номически целесообразным станет строительство даже стационарных оросительных систем. Изложенный в данном разделе материал подтверж­ дает необходимость сопоставления затрат на орошение с эффектом от негр,
СО К си СО 1 оW JJ я ё ^ ос чо я? 2сел кН сз и Ä СО —Г to CN Ю *— • ю. о 4о а. ь 5 о « 3 о о о ‘ О С5 •2 „ X < м* со— СО СО ІО со іо * о ч Си >ч_ “ -5 а«о *ш ю я Я Ä 3 g CL « о.>, ѵо >> со S аS > OD Ч7 <N 5 --------------О О) I схо а> ' й >,£ а .і к ^Е>Оѵо h- d- іё ë S=- со гК Оо . K«S Ьû2 - нgss U с Ss I СО. О (N ч СО I ^ ю си G ѵо SX <У Я fc£T Z сч а з о s О о 2 "'О н о со СО о s S S’ Cu в2 о к а\о *я о Я РЭ- >* ч CQ о о ч о о ^ «о ^ \о Хн гѵ о« кН* О S о к 2о£ю ч" X *3 0 . 5 * 0 . Ю CL'S о ян2я а» Й ? Д, Б. Ципрно СО О «СN О CN Ю СО к со я sS «о о ja я и §Си 1‘ &ч оо й> « S Си и яÄ â <|м К2 К о go чх 2: см «у я aо 2- а, * с л Ч о 3 о СО CU jQ.--------JÛГ о с .п > б л и ч н а я нйучло - тѳлни .в ■«■а я О кблиотѳка C G C Р ЭКЗЕМПЛЯР ЧИТАЛЬНОГО 3 ' 02 03 я2 Си о а. Е- ез^ «в і2 fоО я Ѵ лн о ч о на фо Экономическая эффективность удобрения гибридной брюквы сорта Куузика в ОПХ СевНИИГиМ за 1969 11* -« m со со к Is К я я со =г 1 ^х & си С О) о •ьь 2 (У t- 5 о ^ со —• . са « Ч к н * ЙОн Я 5 * о .~ S“ ° о § I^ U o i z .<= Oi rf О 1 н2 3 Я —. И СО ь 5 (У О си а о \7
Экономическая эффективность орошения гибридной брюквы сорта Куузика в ОПХ СевНИИГиМ за 1969 ej/gXd ‘гохог ці'шштоііип -iiodoî|)(|)H¥ упнчі'оіишгоиои' 48 «X s ю o“ cs ІО - со + 1 N«»»' X X et 10 «j/gjCd ‘ïïoxov уш эпіі угшчігіиіішгоиоП’ nj.cdj.cc эпшіэѵза -»du згшпігэіНішоиоѴ cd" CD /* ч Ч'—' СО S 1 w ю LO CD 1 CT) CO OO ’—1 Ю N-‘ CT) ©~ X O гCL, O X Ö O X O H u CO OHiiomodo си cd“ en BCJKodX iiMBcgiidu .ÇndogX en (N CT) \o > O CO 1 0 cj/n 'isinismodo oicodiiiOH M cnacgiidij JO ,— 1 T ej/gXd ‘HJinornodo isoKodX unacgiidu чюошюіэ Il cs cs CD »— « 1 O CM H O X •X O X CT) _ CT) о f Г-Ч « «3 ca L-* я 0 о O I CS ês Г >5S in en" 1 0 «a O K c . O g. S © S O K S Ю —« ю СО со Tt« 1-* 00 СО îxr Z 01 X O •Ѳ* 3 O та равной 10 руб. 3. В 1 кг корней-кормовой брюквы содержится 0,12 корм, ед.; в кг ботвы кормовой брюквы 0,09 корм. ед. 4. В таблице варианты орошения на фоне IN K и 2NK сравнивались с соответствующими вариан­ тами без орошения. о X O O s X O H u 2CS K X O •Ѳ* sX <u aO X X X 01 s s
Рис. 1. Минимально необходимая дополнительная продук­ тивность на 1 га от орошения для эффективного исполь­ зования капиталовложений (по данным PL В. Карповой, 1968 г.) На рисунке 1 графически представлены соотнесен­ ные значения капиталовложений в строительство оро­ сительных систем, эксплуатационных затрат и мини­ мально необходимого эффекта от орошения (в виде стоимости дополнительного урожая в руб., или прибав­ ки урожая в кормовых единицах при стоимости 1 тыс. корм. ед. в 100 руб.). Пользование таким графиком (со­ ставленным по данным Н. В. Карповой) позволяет про­ сто определить по планируемой прибавке урожая до­ пустимые вложения в орошение. Особо и дополнительно следует остановиться на во­ просе о целесообразности орошения в северных районах нечерноземной зоны, так как расчеты режима увлаж­ нения по предлагаемой СевНИИГиМ. методике (см. да­ лее) показывают, что при интенсификации растение­ водства в открытом грунте и здесь станет необходи­ мым широкое внедрение двухстороннего регулирования водного режима почвы (и, значит, орошения). По данным Е. В. Сюммак [48], в условиях тундро­ вой зоны Якутской АССР даже в середине лета воз­ можны заморозки. Но вместе с тем количество выпа­ дающих в летний период осадков недостаточно для 2* 19
© ^ СО »—^ о “С-“ІО — сО О е- з — О . et С, ^ C=tH a sj ^ « ід © “ to“ см“ со“ с п СО О со о *—• *-«»-» см сч о о ©_© © О О0000*0000 Tf Tt Tt -чГ ь О д >, СО га °* со © со © со^со о^со ©" со со“со“ rHtMCOM'CO со t ^ © со со со ^ о со“со“©“ »—cs со ^ ІО со со со со со со со со со со о “©“©“о “ о “ ©“о <5 ©“о' С О С О С О С О СО со со со со со to о ю о © іо I ’“'ДОС'^© w iq ts Ю со t--“ ©’ ’tio Vo сч со ю .9 S н о м оГ о гва Йѵо Я о * >, оS о .а н Q, О с © © © © 1 со ©_со © 1 ю“ со“©“ © СМ© ю Т““* « « и «к «s; c.»rf *.4 . ca gO§° £■&=! «S J га д . s оK g« O >i =1 TH 0 0 ^ CO с о с о c q io © * г-.“ с о " cm“ T—CMCM со см © см © o q ^ - 1-« »-q© h-“h*-“iO—©“ CM C 0 r f © _ о о О Ю Œ н 3СЧ о о о о о (9 (О (О О О сх а . а , о - о . 3 о сх о СО си 1— см со © © © © © °о_© © t-«.' ©‘ ©“ © г Н тг © со см см со 0 0 © 0 0 © CM ©__ ( o _ © _ co_ с о со“ ю " T f см“ С—" •-* CM CO ^ t J« © ©00 © r- oqt^io ©, co“ cm“ © “ ю ю „ОА zОО fООzОQz m 20 0 0 г-н со со со t - f*- © 1ОЮ 0Ю ОО о Ю В) О О О) Q ^ о © о О чіЧП и Ош »H С zzzz> О А Q о аО О а о о о о о to (О (9 (О Ш ехс^схсхсх 3 о сх о П р и м е ч а н и е . Расчет проведен при капиталовложениях в оросительную систему в 250—260 руб/га (оро­ шение передвижными комплектами дождевального оборудования). Затраты на орошение за сезон составляли40—50 руб/га. , Экономическая эффективность применения минеральных удобрений и орошения пастбища в ОПХ СевНИИГиМ за 1968—1969 гг. (данные Л. А. Смирновой и Ю. А. Алексеевой) і Л.2 »X s« «3Г£Т_*^О О*'— ос; s-а С ио
обеспечения оптимального водоснабжения растений (общее количество осадков колеблется от 90 до 200 мм). Необходимо учитывать, что растения здесь растут в условиях полярного длинного светового дня и при правильной агротехнике дают значительные приросты урожая. В 1952 г. Тиксинской станцией получено 386 ц/га ранней капусты, при этом более 70% всего урожая наросло за последние 25—30 дней. Понятно, что получение высоких урожаев при недостатке естест­ венных осадков требует орошения. По данным того же автора, в тундровой зоне Крайнего Севера в среднем за лето капусте надо дать 6—7 поливов. Тиксинская сельскохозяйственная опытная станция дает в течение лета 6—10 поливов по 100—150 м3 на гектар. По данным Е. П. Крейера, в районе г. Игарки (лесотундровая зона) вследствие неравномерности рас­ пределения осадков ощущается недостаток влаги в пе­ риод интенсивного развития растений, главным образом в первую декаду июня и в первую декаду июля, когда выпадает недостаточное количество осадков. Некоторый недостаток влаги отмечается в течение 26—45 дней, так как влага, получаемая от оттаивания верхнего слоя вековой мерзлоты, расположенной на глу­ бине 1,5—2,0 м, растениями почти не используется изза низких температур подпахотного горизонта почвы, препятствующих развитию корневой системы. В лесотундровой зоне, по исследованиям М. М. Хрен­ никовой, капусте необходимо 3—4 полива (по данным других авторов необходимо 6—10 поливов). На основании известных материалов можно прийти к заключению, что на значительной части территории Крайнего Севера возможно успешное возделывание многих сельскохозяйственных культур в открытом грун­ те. При этом общая континентальность климата и недо­ статочное увлажнение в летний период ставят задачу орошения, эффективность которого проверена прямыми опытами. ВЫВОДЫ Орошение дождеванием на территории нечерно­ земной полосы обусловлено почвенно-климатическими условиями и при соответствующем уровне сельскохо­ зяйственного производства значительно повышает уро21
Я<ай сеЛьскбхоЗяйствеіпіЫх культур Нрй МНіігімаЛьМьіХ затратах денежных средств и труда. Затраты денежных средств на 1 ц дополнительной продукции, как правило, в 4—9 раз, а затраты труда в 8—20 раз меньше соответствующих показателей при получении 1 ц основной продукции, выращиваемой без орошения даже в передовых хозяйствах. Каждый рубль капитальных затрат в строительство оросительных си­ стем обеспечивает получение дополнительной продукции в среднем на 1,5—3,5 руб. Срок окупаемости капитальных затрат на орошение в специализированных овоще-картофельных севооборо­ тах составляет, как правило, 1—2 года.
Г л а ва 2 ОСУШИТЕЛЬНО-ОРОСИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Осушительные мелиорации в настоящее время про­ водят преимущественно с помощью закрытой коллек­ торно-дренажной сети, хотя широкое применение нахо­ дит еще и открытая сеть каналов или ложбин (на лу­ гах, сенокосах и под пропашные культуры). Для ороше­ ния также строят сеть каналов или трубопроводов. На осушаемых закрытыми осушительными системами угодьях орошение ведется с помощью самостоятельных оросительных систем, включающих обычно подземные стационарные транспортирующие трубопроводы в со­ четании с передвижными (разборными) трубопровода­ ми для подключения дождевальных установок позици­ онного действия, либо для подключения установок, ра­ ботающих в движении. Устройство двух обособленных систем на одной и той же площади путем наложения их друг на друга ус­ ложняет эксплуатацию и увеличивает удельный расход труб на 1 га. Кроме того, нельзя не считаться с тем, что, напри­ мер, орошение луго-пастбищных культур, несмотря на высокие прибавки урожая, может быть экономически выгодным только при соответствующем соотношении затрат на орошение и осушение и стоимости дополни­ тельной продукции. При дополнительной от орошения продуктивности пастбища в 2000 кормовых единиц затраты на органи­ зацию полива окупаются в нормативный срок (7 лет) при стоимости орошения до 600 руб/га. При развитии систем орошения по стационарному типу стоимость их резко возрастает (при одновремен­ ном снижении эксплуатационных затрат) — до 1500-г2000 руб/га и более. Таким образом, вопрос о совмеще­ нии функций одноименных элементов осушительных и оросительных систем выходит за рамки чисто техниче­ ской целесообразности и диктуется экономической необ­ ходимостью. В связи с этим возникает задача снижения суммарной стоимости осушительных и оросительных си­ стем путем их совмещения. гз
Очевидно, что в расчете на двухстороннее регулиро­ вание водного режима почвы дождеванием осушаемых площадей осушительную сеть целесообразно проекти­ ровать так, чтобы можно было использовать ее для транспортирования оросительной воды непосредствен­ но к дождевальным установкам. При использовании для орошения открытой осуши­ тельной сети вода по закрытому трубопроводу может подаваться на командную точку (в нагорный канал), откуда самотеком распределяется по каналам осуши­ тельной сети. При осушении дренажем вода может подаваться в открытые транспортирующие каналы и далее через за­ крытые коллекторы, на которых установлены водоза­ борно-смотровые колодцы,— непосредственно к дальне­ струйным дождевальным установкам. При использовании элементов открытой осушитель­ ной сети для орошения дальнеструйными дождевальны­ ми установками расстояние между каналами следует принимать кратным радиусу действия дождевателя с учетом перекрытия. Совмещенные осушительно-оросительные системы можно условно подразделить по принципам увлажне­ ния на три типа: осушительно-оросительные при поливе дождева­ нием; осушительно-оросительные при внутрипочвенном по­ ливе; осушительно-оросительные при поверхностном по­ ливе. Первые два типа систем достаточно хорошо иссле­ дованы и их основные схемы описаны в «Технических указаниях по проектированию осушительно-увлажни­ тельных систем» [49]. Поэтому остановимся подробнее на перспективах их совершенствования и укажем воз­ можное направление развития систем третьего типа на осушаемых землях. ОСУШИТЕЛЬНО-ОРОСИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПРИ ПОЛИВЕ ДОЖДЕВАНИЕМ При орошении^ дождеванием осушаемых земель не­ обходима взаимная плановая и вертикальная увязка схем оросительных и осушительных систем. 24
Поскольку тенденцией развития орошения при осу­ шении дренажем является все большее насыщение пло­ щади трубопроводами, остановимся на вопросах увязки трубопроводных систем. В вертикальной плоскости, как правило, трубопро­ воды оросительных систем должны проходить ниже ли­ ний коллекторно-дренажной сети. Иногда, когда оро­ шение дождеванием накладывается на выполненную ранее дренажную сеть, во избежание многочисленных пересечений дрен оросительные трубопроводы можно укладывать выше. Особенно часто приходится идти на такое решение при прокладке оросительных трубопро­ водов на укрупненных дренажных системах, где закры­ тые коллекторы обслуживают десятки гектаров и по­ тому значительно заглублены ( > 2 м). Однако в этом случае облегчается осушение колодцев с водорегулирую­ щей арматурой оросительных трубопроводов,— днища колодцев соединяются короткими дренами с осушитель­ ной системой. В некоторых местах может потребовать­ ся «насыпка» грунта по трассе подходящего близко к дневной поверхности оросительного трубопровода. Во всех случаях нужно предусматривать сброс воды из сети после окончания полива. Общее требование плановой увязки — это минимум пересечений и выбор расстояний между осушительными линиями в зависимости от требований схемы орошения (типа дождевального оборудования и расстояний между водоводами). В каждом конкретном случае проек­ тирования мелиоративной системы необходим взаим­ ный учет требований орошения и осушения для полу­ чения оптимального по технико-экономическим показа­ телям решения. Необходимые для разработки схем совмещения оро­ сительных и осушительных систем технические харак­ теристики выпускаемых отечественной промышлен­ ностью дождевальных машин и установок приведены в таблице 12. Производительность некоторых дождеваль­ ных машин и установок при разных нормах полива указана в таблице 13. Необходимые поправки к нормам полива на потери в воздухе в условиях Северо-Запада приведены в таб­ лице 14. Орошение дальнеструйными дождевальными уста­ новками (ДДУ) типа ДДН-45 и ДДН-70. Расстояния 25
Таблица 12 ДДН-70 ДДА-100М Расход воды, л/с 25 33,4 65 100 Рабочий напор, м: на гидранте 40 2—7 2 -7 — 4J* X *=ï 24 (70— 90) 25 .Фрегат* ю Характеристика (показатель) КДТ-25 (или .Волжанка*) УДС-25 Технические характеристики серийно выпускаемых дождевальных машин и установок, которые необходимо учитывать при проектировании осушительно-оросительных систем 100 (при длине крыла 454,5 м) 5 5 -6 5 (30-40) ____ 55 26—28 — 55 на патрубке насоса 0,36 0,78 0 , 9 - 0,29 Производительность, га 0,30 1,0 (0.77) (при норме 300 м3/га) 300 90120 80 Расстояние между ка­ 300 (800) 100 налами и трубопрово­ дами, м 24 — Расстояние между по­ 2 0 - 3 0 8 0 - 9 0 (18) зициями, м 60 70 Расстояние между гид­ 120 рантами, м 400 Длина трубопровода по­ 130 (2 ливного крыла, м кры­ " — 1,0 900 mo­ no — — — г Водоисточник для боты машины ра­ НапорІІЫІІ трубопровод Канал или напорный трубопро­ вод / 454,5 ла) Канал Напорный трубопровод между открытыми или закрытыми водоводами принима­ ют для установок ДДН-45—80 м, для установок ДДН-70—90 м, то есть кратными удвоенному радиусу действия установки (с учетом перекрытия). На таких же расстояниях располагаются позиции установок на каналах или гидранты на трубопроводах. При расстоя­ ниях между водоводами более 80—90 м необходимы вспомогательные передвижные насосные станции или передвижные вспомогательные трубопроводы (металли­ ческие разборные, прорезиненные, капроновые, гофри­ рованные полиэтиленовые с намоточными устройствами и др.). 26
(BhBlrodoU) notrox -o d u OOXOOliHL'OJI t*T— « ю на тракторе ДТ-75, насос 8К-12 LO со r— /— N LO стГ / -S es (chBïradou) B o fo x -o d u о я хэзьнко н со 4^ ^ 4 -^ Т І« t«*» CM 00 Ю ^ со ^ ю co' СО Ю CT) / -N y— S 3,6 O*“ ** / «-s 6.7 8.7 y—* 12,0 Ч /--N ^w i w * г- CJ *(h l) Хнэко CE canirou qïrcïnoifu CO LO О Ю Ю CS c. СЧ s. n ^ oo CO o~ 00 io" o> co” ^ es" НИК *ИШ1 - нео н сн m o p e d cisoda CO -H CS CO co CO O CJ *(h i) Xh -ЭИЭ CG Б0 Ш/ОЦ qffcïnoifü ю lO о co" ^ es" НИН ‘и и н -H 6 0 U с н R i0 9 c d uwads CS oo cs 0,95 252. 1,8 Tf 600 ‘ BHdon в в н а іііго ц ^ Г- 4 126 e j / ck c- 300 ник *ш т -и е о и си m o p e d im ode ^ ^ 84 ‘(ь L) Xh 3 200 cj -ЭИЗ CE BHHIfOU 4 ffCÏIÏOIfII T-H 4.6 со •('> 1) вс с а ш к ш ч в м п о іш «5 42 OOÏOX -o d u ояхээьи ко н ca 100 іСіі э н э «n 2.6 BJ ‘ (h L) Л н з и э ЕЕ вяш гон qffBHioKu П р и м е ч а н и я . 1. Для расчета производительности УДС-25 принята схема размещения среднеструйных аппаратов в плане по квадратам размером 3 0 x 3 0 м. ■ 2. Схема размещения позиций установки ДДН-45 в плане— 60X80 м. 3. Схема размещения позиций установки ДДН-70 в плане (при круговом поливе) —і70Х90 м. на тракторе -'.ДТ-75, насос новый O CS 4-N на тракторе ДТ-54А, насос 8К-12 ДДА-100Л1 ДДН-70 ДДН-45 УДС-25! Производительность дождевальных установок CJ *(h i) Хпэнэ ce оашгои qïrcïnoiru 27
Т а б л и ц а 14 Потери на испарение в воздухе при дождевании (%) Температура воздуха, “С CU н о> л о о с. 15 35 25 Относительная влажность воздуха, % Sü 40 80 80 •10 60 80 40 60 80 2 4 6 2,2 3,2 4,0 1,8 2,8 3,6 1,7 2,4 3,2 3,2 4,5 5,6 2,4 3,6 4,5 1,7 2,7 3,4 5,0 7,0 3,6 5,0 6,3 2,3 3,3 4,3 U S 8,1 П р и м е ч а н и е . Указанные в таблице значения потерь на ис­ парение в воздухе [66] можно использовать для определения уве­ личения времени полива по таблице 13. Для подсоединения установок к гидрантам подзем­ ной сети и к концевым муфтам передвижного трубопро­ вода всасывающий клапан заменяют отрезком трубы (рис. 2). При использовании разборных металлических Рис. 2. Подсоединение дальнеструйной дождевальной установки к быстросборному напорному трубопроводу из труб КДУ-55М. 28
трубопроводов (от КДУ-55М, РТ-150, Р.Т-180) необхо­ димо учитывать значительные потери напора в них изза частоты стыков. Для оптимальных условий работы дальнеструйных дождевальных установок требуется минимальный на­ пор на гидранте или на концевой муфте передвиж­ ного трубопровода перед ! подключением дальне-' струйной установки, равный высоте всасывания насо­ са установки (4—7 м). Гибкий водовод из мелиора­ тивной ткани, не допускающий напоров более 2—2,5 м, соединяют с гидрантом через ограничитель напоров. Применение передвижных трубопроводов и насос­ ных станций позволяет вести орошение дальнеструйны­ ми установками от каналов (открытых коллекторов или магистральных каналов осушительных систем), распо­ ложенных друг от друга на расстоянии от 480 до 540 м. Подпорно-регулирующие сооружения на открытой осу­ шительной сети устраивают постоянными (трубы-пере­ езды с шандориыми или клапанными оголовками, шлю­ зы-регуляторы). При поливе из каналов регулирующей сети применяют передвижные перемычки: брезентовые, полиэтиленовые, металлические, стеклопластиковые арочные и др.). В. С. Ломакиным и Я. 3. Шевелевым, описана пред­ ложенная СевНИИГиМ комбинированная осушительно­ оросительная система, в которой функции коллекторов в осушительной сети (в периоды осушения) выполняют транспортирующие оросительные асбестоцементные тру­ бопроводы большого сечения, уложенные по трассе кол­ лекторов. По длине коллекторов через определенное расстояние устраиваются специальные приемные колод­ цы, из которых ведется полив дождеванием дальне­ струйными дождевальными машинами ДДН-45 или ДДН-70. Диаметр трубопроводов рассчитывают, исходя из условия безнапорного режима движения воды. Это приводит к увеличенному по сравнению с напорным ре­ жимом движения воды сечению труб, повышает стои­ мость системы. Частая сеть железобетонных колодцев увеличенной на одно кольцо глубины (для увеличения емкости регулирования) также удорожает систему. При относительно мутной воде и наличии в ней тор­ фяной «бузы» возникает некоторая опасность заиления дрен. Более опасна суффозия грунта в стыках дренаж­ ных трубок. Поэтому в системах двухстороннего дейст2Э
впя следует особое внимание уделять качественной за­ щите дрен по всему периметру объемным фильтрую­ щим материалом. Орошение двухконсольными дождевальными агрега­ тами ДДА-100М. Дождевальные машины ДДА-ЮОМ предназначены для орошения в движении из открытых каналов, расположенных параллельно друг другу че­ рез 120 м в выемке. Такие расстояния в осушении при­ нимают на поймах, сенокосах и лугах. При осушении дренажем ДДА-ЮОМ применяют редко. Следует стремиться к размещению оросительных каналов для ДДА-ЮОМ между дренажными линиями с минимальным числом пересечения последних. В ме­ сте пересечения оросителя с коллектором дренажной сети последний желательно выполнять в виде вставки из асбестоцементной трубы или зацементировать стыки гончарных труб на расстоянии 5-ь 10 м. Желательно также, чтобы между дном канала и верхней шелыгой трубы коллектора в месте пересечения оставалось 30— 50 см грунта. На затапливаемых весенними паводками поймах направление осушителей-оросителей должно совпадать с направлением потока паводка. Для возможности пе­ реезда ДДА-ЮОМ от канала к каналу ороситель-осу­ шитель не доводят до конца поливного участка на 7— 10 м (при односторонней подаче воды) или снабжают трубой-переездом. Для наполнения каналов применяют переносные гибкие или жесткие перемычки. Вопрос о их расположении по каналам в зависимости от уклона местности решают еще на стадии проектирования. Для передвижения ДДА-ЮОМ вдоль каналов должны быть спланированы транспортные дорожки. Орошение среднеструйными дождевальными уста­ новками, перемещающимися вдоль линии гидрантов (типа УДС-25, переносными). Среднеструйная дожде­ вальная установка УДС-25 выпускается взамен корот­ коструйной установки КДУ-55М и снабжена вместо дефлекторных насадок среднеструйными аппаратами ХКЗ-4. Расстояние между стационарными трубопрово­ дами для установки УДС-25 должно быть 300 м, гид­ ранты на трубопроводах располагаются через 120 м. Соответственно закрытые коллекторы осушительных систем должны располагаться между оросительными трубопроводами, как правило, также через 300 м. Пи30
tâHHe opoctoîejîbtibiX трубопроводов возможно с по­ мощью передвижных насосных станций из открытых осушительно-увлажнительных каналов. Следовательно, расстояние между каналами должно быть кратным 300 и 120 м (до 600 м). Орошение дождевальными трубопроводами, пере­ двигающимися вокруг гидранта (типа «Фрегат»), Кры­ ло установки «Фрегат» длиной 250—450 м передвига­ ется вокруг гидранта закрытой сети или скважины на самодвижущихся тележках за счет напора в трубопро­ воде, поэтому на осушаемой территории должны быть созданы безканавные участки соответствующей площа­ ди и прямоугольного очертания. Совмещение элементов оросительной и осушительной систем в условиях зоны практически исключено. Однако могут быть случаи, когда грунтовые воды из осушительных скважин ис­ пользуются для орошения установкой «Фрегат». Орошение дождевальными колесными трубопровода­ ми (типа КДТ-25, «Волжанка»). Отечественной про­ мышленностью в настоящее время выпускается два ти­ па колесных дождевальных трубопроводов, перемещаю­ щихся вдоль линии гидрантов, расположенных на ста­ ционарном или переносном магистральном трубопрово­ д е — КДТ-25 и «Волжанка». При использовании устано­ вок этого типа на осушаемых площадях следует учиты­ вать, что они не могут перемещаться через открытые каналы, а также через постоянные ограждения на паст­ бищах. В последнем случае площадь между постоянны­ ми изгородями рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить полную сезонную выработку комплекта ус­ тановки. Разгораживание на загоны ведется с помощью «Электропастуха». В дополнение к изложенному следует высказать два общих положения: 1. При проектировании систем осушения в зоне уже в настоящее время следует учитывать возможность (и необходимость) перехода в будущем на системы двух­ стороннего действия. Поэтому целесообразно намечать заранее схему и тип дождевания, оставляя трассы под будущие оросительные или оросительно-осушительные трубопроводы. В этом случае пересечения систем бу­ дут минимальными. 2. Продолжительность работы подпорных ороси­ тельных сооружений нужно рассчитывать таким обра­ 31
зом, чтобы после окончания Полйва обеспечивалось снижение уровня грунтовых вод до нормы осушения за расчетный (нормативный) срок. Только в этом случае совмещение орошения с осушением будет и технически, и экономически правильным. ОСУШИТЕЛЬНО-ОРОСИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПРИ ВНУТРИПОЧВЕННОМ ПОЛИВЕ Осушительно-оросительные системы для внутрипочвенного (инфильтрационного) увлажнения проектируют и строят обычно на хорошо водопроницаемых грунтах (минеральных и в основном торфяных). Попытки применения шлюзования в России извест­ ны еще из работ Жилинского и Августиновича [16]. В работах Б. Г. Гейтмаиа показано, что для большин­ ства торфяников Северо-Запада расстояния между ли­ ниями увлажняющих каналов должны быть меньше, чем при осушении. В проведенных позднее исследованиях А. М. Яиголя [60] получена зависимость для расчета расстояния L между увлажнителями L — 2а j / " - t,jk{hj-hxhз) 8(0,5Ao+n-t-A,)—р + е где А — продолжительность увлажнения, сутки; « — коэффициент фильтрации, м/сутки; и А2— уровни грунтовых вод посредине между увлажнителями (каналами или дренами) от дна до и после подпора, м; Л0— подпертый уровень воды в канале (над дреной), м; 8 — активная порозность грунта в долях еди­ ницы; р — слой осадков, выпавших: за время увлаж­ нения tp, м; е — слой испарения грунтовых вод за вре­ мя ^р, м; р — параметр, определяемый в зависимости от h0 и h2 из уравнения. А,2 2 У А02—Аа2 32 м, arc sh l / ï - I;
а — коэффициент вйсячебти, зависящий от глубины залегания водоупора. При заложении дрен (дна каналов) на водоупоре а = 1. Запись формулы для определения L упрощается, ес­ ли пренебречь значениями р и е из-за краткости полив­ ного периода (3—5 суток) (в соответствии с рекомен­ дацией автора). На построенных системах с известным L время увлажнения для достижения /г2 определяется из выражения L r- i ( 0 , 5 h 0- j - 1±— h i ) ^ р ~~ 4а^(Л0з - /г 1Л2) обычно /р принимают на торфах средней водопроницаемо­ сти при увлажнении по кротовым дренам 3—5 суток, на торфах хорошей водопроницаемости — до 3 суток, при увлажнении по трубчатым дренам в тех же условиях — от 5 до 10 суток, при увлажнении из каналов в тех же условиях tp — не менее 10 суток. В настоящее время в СССР уже накоплен доста­ точный опыт увлажнения инфильтрацией на осушенных угодьях. Примерами могут служить Трубежская и Ирпенская осушительно-увлажнительные системы торфя­ ников на Украине. Опыт эксплуатации этих и других систем (в Прибалтике) показал, что задачу ускоренно­ го и равномерного увлажнения и осушения можно ус­ пешно решить только с помощью материального или кротового дренажа. Однако и в этом случае для многих культур (особенно рассадных) в начале вегетации не­ обходимо дождевание. Срок окупаемости затрат на строительство соору­ жений, обеспечивающих увлажнение поймы р. Трубеж, по данным А. Ф. Рубана и О. В. Скрыпника, составля­ ет 2—3 года [60]. По данным И. И. Чейчиса (1962), увлажнение осушенного болота по кротовым дренам в Литве окупа­ ет прибавками урожая сена строительство шлюзов и других увлажнительных сооружений за один-два года. Поскольку схемы увлажнения инфильтрацией под­ робно описаны в «Технических указаниях по проектиро­ ванию осушительно-увлажнительных систем» [49], ука­ жем только их наиболее общие принципы. Можно выделить следующие основные типы шлюзо­ вания (по месту установки подпорных сооружений). 3 Д, Б, Цнпрнс 33
Тип I. Шлюз ставится в нижней части магистраль­ ного канала и закрывается на некоторое время перед опусканием грунтовых вод до нормы осушения (преду­ предительное шлюзование). В этом случае повышенные места не увлажняются совершенно и становится невоз­ можным увязывать орошение с севооборотными участ­ ками, так как отдельные поля нельзя отключить из всей системы. Увлажнение инфильтрацией по этому ти­ пу возможно только на нешироких участках поймы, тальвегах и то часто с устройством дополнительных пе­ репускных шлюзов выше по каналу. Тип II. Шлюз ставится на главном канале в верхней части участка, ниже верхних боковых каналов, через которые вода подается в осушительно-увлажнительную сеть нижележащих участков через верхние концы кана­ лов. В этом случае устья боковых каналов снабжают­ ся трубами-переездами с шандорными оголовками (кла­ панами), шлюзами младшего порядка и временными перемычками. Шлюзование по этому типу также должно быть на­ чато как предупредительное. Этот тип шлюзования может быть особенно распро­ странен на менее проницаемых торфах севера и северовостока нечерноземной полосы (с применением кротования). Ои позволяет проводить выборочное увлажнение отдельных участков территории. Следует указать также, что в настоящее время оба типа шлюзования в большинстве случаев используются в расчете не только на естественную приточность воды по мелиоративной сети с водосбора или от напорных грунтовых вод, но и на дополнительную (в период ве­ гетации) подачу воды в сеть из нижне- или вышерасположенных естественных или искусственно созданных источников. Например, Трубежская система (32,2 тыс. га) увлажняется в средний год водами р. Трубеж и из водохранилищ на р. Недра. В сильно засушливые годы необходимые для увлажнения 30 млн. м3 подают­ ся насосными станциями из р. Десны. Осушительно-увлажнительные каналы необходимо рассчитывать на весеннее половодье, а также на летне­ осенний паводок расчетной обеспеченности по избытку влаги плюс расход на увлажнение расчетной обеспечен­ ности (по дефициту влаги). Например, расход на ув­ лажнение принят 90% обеспеченности, расход на осу­ 34
шение принимается равным 10% обеспеченности. Рас­ чет канала ведется на сумму указанных расходов. Диа­ метры закрытых коллекторов рассчитывают обычно на большее значение из двух модулей на увлажнение и осу­ шение. Чаще всего это модуль приточности для увлаж­ нения (орошения). Интересно отметить, что при введении двухсторонне­ го регулирования водного режима почвы элементы осу­ шительной сети большей частью рассчитывают исходя из требований орошения. Анализ известных предложений показывает, что ко­ личество основных конструктивных элементов ' совме­ щенной системы не больше, чем одной осушительной системы (за исключением водорегулирующей арматуры). Осушитёльные дрены в таких системах [13]используют в качестве подземных увлажнителей в засушли­ вые периоды вегетации. Вода на орошение подается по самостоятельным трубопроводам-оросителям, уложен­ ным в земле параллельно осушительным коллекторам. Эти трубопроводы соединяют верхние концы дренаж­ ных линий и поэтому, кроме основного назначения — подачи оросительной воды в дрены и заполнения всей дренажной системы, служат для периодической про­ мывки коллекторно-дренажной сети от насосов. В тоже время сечение оросительных трубопроводов больше, чем обычных осушительных коллекторов, а количество поч­ ти такое же, в результате чего увеличивается общая стоимость системы. В системе, предложенной Ленинградским политех­ ническим институтом им. М. И. Калинина [17], укладку дренажных трубок предусмотрено вести в прорези-щели (взамен траншей). Засыпка производится фильтрую­ щим материалом, который предотвращает заиление труб грунтом и способствует выравниванию напоров по их длине, что необходимо для равномерного увлажне­ ния почвы. Система характеризуется высокой строи­ тельной стоимостью, так как вода для орошения пода­ ётся по самостоятельным, уложенным в земле, закры­ тым трубопроводам. Наиболее рациональной системой двухстороннего действия видимо будет та, которая сможет удовлетво­ рить следующим основным требованиям: незаиляемость; 3* 35
Ijjf Рис. 3. Совмещенная оросительно-осушительная система: / —1дрены; 2 — боковые коллекторы с регулирующими задвиж кам и в на­ чале (6) и конце (7); з и 4 — задвиж ки на боковых коллекторах; 5 — главные коллекторы; 8 — открытый отводящиЛ канал; 9 — подводя­ щий трубопровод с регулирующими задвиж кам и (10); II — насосная станция. промываемость дренажных, коллекторных и прочих труб; надежность и долговечность; экономичность; удобство в эксплуатации; автоматизация и механизация процессов полива и промывки системы от насосов (от центрального пульта управления); универсальность (возможность орошать, по крайней мере, двумя способами, например дождеванием и са­ мотечным поверхностным способом). Совмещенная система СевНИИГиМ — ЛПИ (рис. 3) состоит из следующих элементов: закрытых трубчатых дрен 1, боковых трубчатых коллекторов 2 с регулирую­ щими задвижками в начале и в конце, открытого отво­ дящего канала 8, подводящего транспортирующего тру­ бопровода 9 с регулирующими задвижками Î0 и подаю­ щей воду насосной станцией 11. В данной системе дре­ ны могут быть выполнены как из гончарных трубок, так и из непрерывных пластмассовых труб с отверстиями. Коллекторы (боковые и главные) должны быть уложе­ ны как напорные трубопроводы с герметически закры­ тыми стыками из асбестоцементных или пластмассовых 36
Рис. 4. Конструкция соединения дрен с коллекторами с по­ мощью обратных клапанов: а — положение прн осушении; б — положение при орошении; / — коллектор; 2 — дрена; торцевая заглуш ка дрены; 4 — обратный клапан. труб. Все дрены системы, в обоих (верхнем и нижнем) концах герметически соединяются с коллекторами и при входе в них в своих устьях имеют обратные клапаны (рис. 4). Обратные клапаны, устроенные в верхних кон­ цах (устьях) дрен, имеют круглые водопропускные от­ верстия; обратные клапаны в нижних концах дрен та­ ких отверстий не имеют. Совмещенная система оросительно-осушительной се­ ти может быть получена путем геометрического совме­ щения ныне применяемой на практике обычной закры­ той осушительной коллекторно-дренажной сети (рис. 5)- Рис. 5. Схема закрытой осушительной коллекторно-дренажной сети: / ' — дрены; ! ' — боковые закры тые коллекторы осушительной сети; 3' —<закры тые коллекторы старшего порядка. Остальные обозначения те же, что на рисунке 3. 37
Рис. 6. Совмещенная оросительно-осушительная системаа — при поверхностном поливе по бороздам 17-, б —-п ри впутрмпочвенном увлажнении по дренам 16 \ в — при поливе дож дева­ нием от гидрантов 15. Остальные обозначения те ж е. что на ри­ сунке 3. с оросительной сетью (рис: 6), состоящей из подземных напорных транспортирующих и распределительных тру­ бопроводов при машинной водоподаче. Система допус­ кает в зависимости от рельефа местности, вида куль­ туры, почвы и других условий различные способы поли­ ва: полив по бороздам или по полосам с помощью под­ земных поливных трубопроводов, дождевание и внутри­ почвенный полив. Сопоставление рисунков 3, 5 и 6 показывает, что в результате совмещения двух обособленных ороситель­ ной и осушительной систем, необходимых для двойного регулирования водного режима почвы, в одной совме­ щенной системе полностью ликвидируется: сеть боко­ вых коллекторов — 2’ (рис. 5), сеть главных коллекто­ ров—'3’ (рис. 5), отводящий канал в оросительной се­ ти — 14 (рис. 6). Этим достигается значительная экономия капитало­ вложений. Кроме большой экономической целесообразности, данная система технически более совершенна: осуши­ тельная система, представленная на рисунке 5, практи­ чески непромываема и при определенных условиях мо­ жет выйти из строя уже через несколько лет. Объясня­ ется это тем, что применяемые ныне способы защиты дрен от заиления не всегда достаточно эффективны. 38
Предлагаемая совмещенная система допускает авТОматическую и надежную промывку коллекторно-дре­ нажной сети во время поливов. В периоды избыточного увлажнения эта система служит обычной осушительной системой, то есть кол­ лекторно-дренажной сетью, которая с помощью трубча­ тых дрен 1 собирает из почвы избыточную влагу и от­ водит ее к боковым коллекторам 2, а те — в главные коллекторы 5 и далее в отводящий канал 8. Поскольку на коллекторах устанавливается ряд регулирующих за­ движек, служащих для управления потоком воды при орошении, то при осушении они должны занимать оп­ ределенное положение, а именно: во время осушения почвы задвижки 3, 6, 10 закрываются, а задвижки 4 и 7 открываются, чтобы не задерживать в коллекторах избыточную воду (отводимую из почвы). Напор в трубопроводах создается в зависимости от назначения трубопроводов 2 (рис. 3), которые в осуши­ тельной сети выполняли функции боковых коллекторов 2' (см. рис. 5). Например, если они предназначаются в качестве транспортирующих трубопроводов для дожде­ вальных машин, то необходимый напор в этих трубо­ проводах создается передвижной или стационарной насосной станцией. При использовании трубопроводов в качестве подземных поливных или распределительных (соответственно для поверхностного самотечного и внутрипочвенного поливов, которые проводятся при напо­ рах порядка 1—2 м вод. ст.) в отдельных случаях мож­ но использовать естественный уклон местности и обой­ тись без насосной станции. При орошении тем или иным способом соблюдается очередность полива разных площадей, обеспечиваемая регулирующей арматурой на трубопроводах системы, что ясно из рисунков 3 и 6. Промывка дрен от насосов происходит автоматиче­ ски при каждом поливе струями воды, поступающими из отверстий в центре обратных клапанов, установлен­ ных в верхнем конце каждой дрены при входе их й коллекторы 2 (рис. 4). При этом смесь воды и наносов поступает из дрен в нижерасположенный коллектор и далее с помощью трубопровода 5 подается в отводящий канал 8 (рис. 3) и по нему за пределы участка. Эксплуа­ тационную надежность описанных систем необходимо проверить в производственных условиях. 39
НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ СОВМЕЩЕННЫХ СИСТЕМ Практика мелиорации показывает, что не во всех случаях осушительное действие коллекторно-дренажной сети, особенно на тяжелых почвах, которые отличают­ ся слабой аэрацией, водопроницаемостью и водоотда­ чей, полностью эффективно. На таких почвах в услови­ ях влажной весны затягивается начало полевых работ, в условиях влажной осени затрудняется уборка и вы­ возка сельскохозяйственной продукции, в периоды обильных летних осадков образуются вымочки и те­ ряется часть урожая. Для ускорения процесса осушения и аэрации почвы может быть применено вакуумиро­ вание, для регулирования влажности — наложение гра­ диента давления. Совмещение системы активного внутрипочвенного двухстороннего регулирования водного и воздушного режима почв. Для ускорения процесса осушения поч­ вы в полостях труб закрытой коллекторно-дренажной сети с помощью водяного эжектора или прямым ваку­ умированием создается разрежение, которое способству­ ет ускоренному освобождению пор грунта от влаги и да­ лее— ускорению стока. Дополнительная аэрация почвы происходит вследствие заполнения освободившихся пор грунта воздухом из атмосферы. При необходимости увлажнения осушенных земель в отдельные периоды вегетации оросительная вода с помощью самостоятельного водовода или по коллек­ торно-дренажной сети подается на тот же участок (в дрены). Такая система водо-воздушной мелиорации почвы описана И. В. Минаевым *. В этой системе ваг куум в полостях коллекторно-дренажных труб созда­ ется при подаче воды под давлением от винтового на­ соса в специальную трубу, проложенную рядом с глав­ ным коллектором и соединенную с последним с по­ мощью патрубка в его нижней части (недалеко от устья). Вода с большой скоростью поступает через па­ трубок в полость главного коллектора. При таком водяном эжектировании с течением вре­ мени постепенно создается вакуум, охватывающий по участкам всю систему и способствующий усиленному * Авторское свидетельство № 173655. 40
притоку грунтовой воды в дрены. Некоторая аэрация почвы происходит автоматически по мере удаления из пор грунта воды за счет пополнения воздухом из ат­ мосферы. Увлажнение кориеобитаемого слоя почвы в описан­ ной системе достигается подачей воды насосом в воз­ духозахватную трубу, через нее в главный коллектор и далее в боковые коллекторы и дрены. Данная система при принятых в практике осушительных мелиораций расстояниях между дренами 15—20 м видимо не смо­ жет обеспечить ни быстрое осушение, ни быструю аэра­ цию, ни быстрое увлажнение, особенно на почвах со средними и тяжелыми почвогрунтами. Кроме того, си­ стема имеет относительно сложную конструкцию из-за необходимости устройства дополнительного трубопро­ вода и специального головного сооружения у устья главного коллектора. Эжектирование водой нельзя счи­ тать экономичным решением, так как для этого часто может не быть достаточных объемов воды. СевНИИГиМ предложена система, которая не име­ ет перечисленных недостатков. Для активного регули­ рования водно-воздушного режимов почвы в этой си­ стеме (рис. 7) используется сжатый воздух от перед­ вижной компрессорной установки. Компрессор гофри­ рованным воздухопроводным шлангом с помощью спе­ циальных фасонных частей соединяется с выходным концом главного коллектора у его устья. При необходимости внутрипочвенного увлажнения вода подается в боковые коллекторы самотеком из вы­ шележащего главного коллектора и заполняет коллек­ торно-дренажную сеть. В предлагаемой системе актив­ ное регулирование воздушного режима почв (особенно тяжелых по механическому составу) достигается ваку­ умированием при эжектировании воздухом, а не водой, как это предусмотрено у И. В. Минаева; на более лег­ ких почвах становится возможной прямая продувка почвы воздухом. Вода для внутрипочвенного увлаж­ нения подается непосредственно по главному коллек­ тору. Система активной водно.-воздушной мелиорации почвы должна состоять из закрытых трубчатых дрен/, боковых коллекторов 2, главных коллекторов 3, комп­ рессорной установки 4, открытого отводящего канала 5 и перегораживающих сооружений на нем 6. Коллектор41
Рис. 7. Система активной водно-воздушной мелиорации почвы: а — схема совмещенной системы: ( / — дрены; 2 — боковые коллек­ торы; 3 — главный коллектор; 4 — передвижной компрессор; 5 — от­ водящ ий кан ал; 7, 8 — задвиж ки на боковых коллекторах; S — з а ­ движ ки на главном коллекторе); б — оголовок 10 коллектора 3 при вакуумировании ( / 3 — самоуплотняющ иеся м анж еты; 12— гофриро­ ванный ш ланг); в — оголовок 11 коллектора 3 при продувке. но-дренажная сеть служит для перехвата и удаления избыточных почвенно-грунтовых вод за пределы участ­ ка. Боковые и главные коллекторы 2 и 3 в начале и в конце имеют задвижки. Задвижки 7, установленные в начале боковых коллекторов 2, служат для подачи во­ ды на внутрипочвениый полив из вышерасположенного 43
Главного коллектора 3, а задвижки 8, установленные в конце боковых коллекторов 2,— для задержания дре­ нажного стока при внутрипочвенном поливе. Задвиж­ ками 7 и 8 пользуются при подаче и откачке воздуха из коллекторно-дренажной сети. Задвижки 9, установ­ ленные в начале главных коллекторов 3, и задвижки (на схеме они не указаны) в их конце служат для по­ дачи воды в главный коллектор из отводящего кана­ ла 5 с помощью перегораживающих сооружений 6 или из вышерасположенного источника воды. Например, при подаче воды из канала 5 задвижки 9 открываются, а задвижки, установленные в конце главного коллекто­ ра 3, закрываются. Передвижная компрессорная установка 4 предназ­ начена как для отсасывания воздуха из системы, так и для подачи сжатого воздуха в систему с помощью соот­ ветствующих фасонных частей 10 и 11. В обоих случа­ ях подача сжатого воздуха из компрессора 4 в главный коллектор 3 обеспечивается гибким гофрированным шлангом 12. Фасонные части 10 и 11 герметически со­ единяются с устьем главного коллектора 3. Герметич­ ность соединения обеспечивается резиновыми самоуп­ лотняющимися манжетами 13. Принцип действия системы заключается в следую­ щем. Во вневегетационный период все начальные за­ движки боковых и главных коллекторов закрываются, а концевые задвижки на них 8 и 9 открываются, кол­ лекторно-дренажная сеть работает на сброс почвенногрутовых вод. Для повышения эффективности дренажа в полости коллекторно-дренажной сети создается вакуум. Гибкий гофрированный шланг 12 от передвижного компрессо­ ра 4 при помощи жесткой фасонной части 10 на само­ уплотняющихся манжетах 13 герметично соединяется с выходным концом-устьем главного коллектора 3 (рис. 7, б). Конструкция фасонной части 10 выполня­ ется в виде тройника. В рабочем положении один конец тройника сообщается с атмосферой, противоположный— с главным коллектором 3, а боковой отвод — с гибким гофрированным шлангом 12 компрессора 4. При по­ даче под соответствующим давлением сжатого воздуха из полости главного коллектора 3, а затем боковых кол­ лекторов и дрен откачивается воздух, следовательно, постепенно образуется вакуум в полости всей коллек43
торно-дренажной сети. Образование вакуума в системе способствует усиленному притоку избыточной воды в дрены 1 н далее ее стоку по системе коллекторов 2 и 3 в отводящий канал 5. В результате усиленного оттока грунтовых вод из почвы происходит аэрация почвы вследствие проникновения в освободившиеся от воды поры грунта воздуха из атмосферы. Но, как показыва­ ют опыты, полученная таким путем дополнительная аэ­ рация почвы носит затяжной характер и часто недоста­ точна. Поэтому для ускорения процесса аэрации в си­ стему, а через нее и в почву можно подать сжатый воз­ дух (или другую газовую смесь). Продувка предлагаемой системы сжатым воздухом, кроме активной аэрации почвы, должна приводить к тому, что пузырьки воздуха, выходя в атмосферу из почвы, насыщаются водой и ускоряют тем самым про­ цесс осушения. Помимо того, при поступлении воды на поверхность почвы подача сжатого воздуха в систему может ока­ заться полезной тем, что защемленный в почве воздух будет в определенной мере препятствовать стенанию поливной воды ниже корневой зоны растений или через дренаж. Для повышения надежности действия системы при внутрипочвенном поливе, а также для промывки дрен от наносов верхние концы дрен герметично соединя­ ются между собой, в результате чего необходимость в устройстве дополнительного промывочного трубопрово­ да отпадает. Дрены соединяются с коллекторами так­ же герметично, а сами коллекторы укладываются из полиэтиленовых труб без отверстий в стейках. Описан­ ная конструкция системы позволяет в случае выхода из строя одного из боковых коллекторов при двухсторон­ ней дренажной системе обеспечить бесперебойность по­ лива при подаче воды в дренажную сеть из другого бокового коллектора. После увлажнения почвы до за­ данного уровня, открывая задвижки 8 и закрывая зад­ вижки 7, опорожняют коллекторно-дренажную сеть от воды. Совмещенные системы двухстороннего регулирова­ ния водного режима почв при поверхностном поливе. Системы внутрипочвенного увлажнения пока не нашли широкого практического применения на минеральных почвах. Известно также, что при дождевании в послед­ 44
ние фазы развития зерновых наблюдается полегание растений. При самотечном же поверхностном поливе по засеваемым бороздам и по полосам полегание меньше. Обычно для проведения самотечного поверхностного полива с минимальными затратами труда строят оро­ сительную систему с напорными подземными транспор­ тирующими трубопроводами. Для двухстороннего регулирования водного режима почвы можно применять систему, позволяющую, кроме осушения, проводить самотечный поверхностный полив по бороздам и по полосам без устройства самостоятель­ ной оросительной системы. При этом элементы осуши­ тельной сети используются для орошения в несколько измененном виде (рис. 8). Кроме экономичности реше­ ния, данная система дает другой положительный эф­ фект: на малооструктуренных почвах с развитыми ук­ лонами предотвращается поверхностная эрозия поч­ вы, вызываемая талыми водами или ливневыми дож­ дями. В устьях осушительных дрен при входе их в коллек­ торы устраивают обратные клапаны. Дрены, выпол­ няющие функции оросительного трубопровода в перио­ ды орошения, прокладывают из цельнотянутых труб увеличенного диаметра со щелевыми или иными отвер­ стиями в стенках. Эти дрены обсыпают фильтрующим материалом специально подобранного фракционного состава. В начале и в конце осушительно-оросительных дрен устанавливают задвижки. В некоторых случаях при однообразном рельефе и небольших размерах си­ стемы можно обойтись без задвижек, что ясно из ри­ сунка 8. Дрены 6 (рис. 8, б и б) имеют увеличенный диа­ метр, а также увеличенные размеры щелей. Сечение дрен и рабочая площадь отверстий определяются по­ требностью в орошении (поливными нормами) и ус­ ловием равномерного распределения расхода воды на всей длине дрены. Фильтрующая засыпка должна пропускать воду свер­ ху вниз при наличии стекающих по склону поверхност­ ных вод (рис. 8, б) и снизу вверх — при подаче воды под напором по дренам 6 для орошения (рис. 8, в). При устройстве засыпки необходимо обезопасить материал фильтрующей засыпки от суффозии и выпора восхо­ дящим фильтрационным потоком («Инструкция по про­ 45
актированию обратных фильтров гидротехнических со­ оружений». М., 1965). Работа системы заключается в следующем. В пе­ риоды избыточного увлажнения система работает как обычная закрытая осушительная сеть, собирая из поч­ вы лишнюю избыточную воду в дрены 6 и 10, отводя ее по ним в коллекторы 3, транспортируя далее по кол­ лекторам в отводящий канал 2 и по нему за пределы осушаемого участка. При этом задвижки 7 и 8, установ­ ленные в начале и в конце осушительно-оросительных дрен-перехватчиков 6, а также задвижки 4 в начале коллекторов 3 открывают. Обратные клапаны 11, установленные в устьях дрен 10 при входе их в коллекторы 3, не препятствуют от­ току воды по дренам (от правых половинок) в кол­ лектор. В период вегетации, когда возникает необходимость в дополнительном увлажнении корнеобитаемого слоя почвы, данная система служит оросительной, позволяю­ щей проводить самотечный поверхностный полив по бо­ роздам или по полосам 13, образуемым земляными ва­ ликами (на рисунке 8, а); они обозначены пунктирны­ ми линиями поперек линий дрен. Наземный поверхност­ ный полив ведут следующим образом. Закрывают за­ движки 5 и 8 и открывают задвижки 4 и 7. Вода из канала 2 под определенным напором нагнетается пе­ редвижной насосной станцией 1 в коллекторы 3. При этом вода по очереди направляется в осушительно­ оросительные дрены 6, из которых через щели в их стенках поступает в фильтрующую засыпку 9 по всей длине оросительно-осушительной дрены 6 и, поднима­ ясь вверх, выходит сплошным потоком на поверхность, поступает в борозды или на полосы и, двигаясь по ним, увлажняет почву. Размеры отверстий в дренах, состав фильтрующей засыпки и напор подбирают таким образом, чтобы ско­ рость воды по выходе на поверхность не превышала размывающую для данной почвы (рис. 8, в), фильтрую­ щая засыпка при этом служит для выравнивания и ча­ стичного гашения напора воды в дренах 6. Поданная под напором в коллектор 3 вода в дре­ ны 10 поступать не может, так как они в своих устьях при входе в коллектор 3 имеют обратные клапаны, ко­ торые при напорном режиме работы коллектора авто46
Рис. 8. Совмещенная оросительно-осушительная система для поверхностного полива: а — схема предлагаемо)! системы: 6 — поперечный разрез осушительнооросительной дрены с засыпкой фильтрующим материалом (в слу­ чаях работы дрены в качестве обычного осуш ителя-собирателя и для перехвата ливневых или талы х вод); в — то ж е, но в случае работы дрены с фильтрующим материалом в качестве подземного оросителя. 1 — передвиж ная насосная станция; 2 — открытый коллектор-собира­ тель; 3 — закры ты е коллекторы с установленными на них зад ви ж ка­ ми 4 н 5, выполненные как напорные трубопроводы; 6 — осушительнооросительные дрены (перехватывающ ие избыточную воду стока) с установленными на них задвиж кам и 7 и 8: 9 — однослойная или многослойная фильтрую щ ая засы пка; 10 — обычные осушительные дрены, имеющие в одном конце при входе в коллектор 3 обратиые клапаны / / .
матически закрываются (но открываются при осуше­ нии почвы). Дрены 6 таких клапанов не имеют. Оросительно-осушительные дрены 6 с фильтрующей засыпкой 9 служат также поглотителями потока воды, стекающего в половодье или при поливе по склону и тем самым предотвращают водную эрозию почвы. В зависимости от количества стекающей по склону воды и фильтрующей способности дренажной засыпки 9 поток воды может быть перехвачен одной или несколь­ кими дренами 6. Длина оросительно-осушительных дрен 6 определя­ ется расстоянием между коллекторами 3 осушительной сети; расстояние между дренами 6 зависит от расчет­ ной длины движения воды по поверхности почвы, оп­ ределяемой из условия равномерного увлажнения поч­ вы при данной поливной норме. Это расстояние во всех случаях должно быть кратным расстоянию между осу­ шительными дренами 10, что следует учитывать при расчете и проектировании осушительной сети. Таким образом, оросительно-осушительные дрены 6 с фильтрующей засыпкой имеют три назначения: оро­ сительное в периоды орошения, поглотительное в перио­ ды половодья и интенсивных ливневых дождей и, наконец, осушительное в периоды осушения. Поэтому диаметр этих дрен больше, чем диаметр обычных осушительных дрен 10, и определяется, как было указано выше, усло­ виями подачи определенного количества воды через фильтрующую засыпку на поверхность почвы. После полива одной поливной карты В (рис. 8, а) поливает­ ся следующая и т. д. Рассмотренная мелиоративная система должна обес­ печить надежную и эффективную промывку всех эле­ ментов дрен и коллекторов от наносов. Вода для про­ мывки под определенным напором с помощью пере­ движной насосной станции 1 подается в коллектор 3 меньшего диаметра, для чего предварительно закрыва­ ются задвижки 5 и открываются задвижки 4, 7, и 8, тем самым пропускается увеличенный расход воды че­ рез все дрены 6 и 10. В результате промывная вода с взвешенными наносами поступает в коллектор 3 боль­ шего диаметра, а затем в водоприемный канал 2. Оро­ сительно-осушительные дрены 6 можно промыть также сразу по окончании полива и даже в процессе одного полива (при мутной воде), открывая задвижки 8 и про­ 4?
пуская необходимые транзитные расходы из коллекто­ ра 3 (большего диаметра), промывная вода в этом слу­ чае поступает в коллектор 3 (меньшего диаметра). Коллекторно-дренажную сеть устраивают из непре­ рывных полиэтиленовых или асбестоцементных труб с закрытыми стыками. ВЫВОДЫ 1. Совмещение элементов оросительных и осуши­ тельных систем при решении задачи двухстороннего ре­ гулирования водно-воздушного режима почвы — процесс технически и экономически целесообразный. 2. Дальнейшее развитие совмещенных оросительно­ осушительных систем должно обеспечить надежность действия как осушительной, так и оросительной их ча­ стей, а также возможность полива различными спосо­ бами. 3. Дальнейшая разработка конструкций совмещен­ ных оросительно-осушительных систем должна быть на­ правлена не только на активное и эффективное регули­ рование водного и через него воздушного режима поч­ вы, но и обеспечивать активную воздушную мелиора­ цию (продувка, вакуумирование). 4 Д , В, Шшрво
Г ла ва 3 ДЕЙСТВИЕ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРИ ОРОШЕНИИ В условиях нечерноземной полосы расчетными пе­ риодами для осушительных систем могут быть весна и осень. Для района Ленинграда при осушении открытыми каналами на тяжелых почвах и на маломощных дву­ членных наносах интенсивность водоотведения в период до весенних полевых работ определяется величиной 4,7 мм/сутки (В. А. Розин). В целях создания благоприятных условий для убор­ ки урожая и предотвращения вымочек озимых посевов в осенний период должна быть обеспечена интенсив­ ность отвода гравитационной влаги из пахотного слоя 4—6 мм/сутки. В условиях Северо-Запада РСФСР осень и принимается за расчетный период для дренажа, так как в этот период испарение не может оказать значи­ тельного влияния на водный баланс почвы. Если же рассматривать условия работы осушитель­ ной сети на минеральных избыточно увлажненных зем­ лях в период после летнего ливня 25 % обеспеченности (34 мм/сутки), то при допущении, что ливень прихо­ дится на период дождливой погоды и испарение соста­ вит не более 1,5 мм/сутки, а избыточную почвенную вла­ гу нужно отвести за 4 дня (не более),— необходимая интенсивность отвода воды с помощью осушительной 34 сети составит —— 1,5=7,0 мм/сутки. Таким образом, требования к водоотводящей способности дренажа не­ сколько разноречивы: расчетным периодом называется осень, а требования максимального водоотведения предъявляются к осушителям в летний период. Многочисленные опытные данные (О. К- Саук, Я. Уйск, П. Свиклис, Ц. Шкинкис и др.) показывают, ито летом вода с сельскохозяйственных угодий отводит­ ся дренажем исключительно редко, главным образом после обильных ливневых дождей. Например, на Сред­ не-Латвийской низменности многолетний дренажный сток за летние месяцы составляет 2—3% от общего сто­ 50
>■ ка за год, хотя именно в летние месяцы выпадает 4Ô— 50% всех осадков [44]. Казалось бы, имеет смысл рассмотреть только воп­ рос о возможном увеличении стока с осушаемых пло­ щадей в летний период при совпадении поливов с дож­ дями. Опыты В. С. Ломакина [32] показали, что при поливах дождеванием дренированных участков под Ле­ нинградом в засушливые периоды дренажем отводится 4—6% нормы полива в 250—350 м3/га. При учете водорегулирующей способности мине­ ральных почв имеет смысл рассмотреть только возмож­ ное увеличение стока с осушаемых площадей при сов­ падении поливов с дождями. Однако рассмотрим этот вопрос как частный случай более общего положения о трансформации осадков в сток при двухстороннем ре­ гулировании водного режима почвы. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЦЕССА ТРАНСФОРМАЦИИ ОСАДКОВ В СТОК При трансформации естественных и искусственных осадков в поверхностный и внутренний сток сама почва имеет решающее влияние на весь процесс. Этот процесс хорошо отражается простыми схемами [33] (рис. 9). Рис. 9. Схема зависимости поверхностного стока (I ), испаре­ ния (2), подземного (внутрипочвенного) стока (3), общего сто­ ка рек (4) от инфильтрационной и водоудерживающей способ­ ности почвенного покрова при совместном их действии (по М. И. Львовичу); 5 — осадки; а — прямое соотношение инфильтрацпоннон водоудерживающей способностей; б — обратное , соотношение. h 4* 51
Прилагая эту же схему к условиям питанйя öcyiütfтельных линий, можно сделать ряд выводов. 1. При увеличении инфильтрационной и водоудер­ живающей способности почвы (прямое соотношение этих величин) приточность к осушительным линиям будет незначительной (в одном случае из-за малости величины осадков, которые могут аккумулироваться даже верхним слоем почвы и будут израсходованы на испарение, в другом случае — из-за того, что даже ин­ тенсивно просачивающаяся влага удерживается в поч­ венном слое благодаря его большой емкости и водо­ удерживающей способности). 2. Увеличение инфильтрационной способности и уменьшение водоудерживающей способности почвы (об­ ратное соотношение этих величин) ведет к увеличению приточности к осушительным линиям вплоть до макси­ мально возможного значения (приближаясь к величине осадков). Рассматривая условия формирования поверхностно­ го стока по этой же схеме, можно заключить следую­ щее. 1. При увеличении инфильтрационной и водоудер­ живающей способности почвы в прямом соотношении поверхностный сток резко уменьшается. 2. При обратном соотношении этих величин (увели­ чение инфильтрационной способности и уменьшение во­ доудерживающей способности) поверхностный сток уменьшается еще резче. 3. В обоих рассмотренных случаях характер зави­ симости величины поверхностного стока от инфильтра­ ционной и водоудерживающей способности почвы при­ мерно одинаков. Обращаясь же к значениям суммарного стока, мож­ но заметить (линия 4), что примерно для 2/з случаев всех соотношений величин инфильтрационной и водо­ удерживающей способности зависимость одна и та же. И только при очень больших значениях инфильтрацион­ ной способности и минимальных значениях водоудер­ живающей способности величина общего стока прибли­ жается к величине слоя осадков. В сельскохозяйственной практике мы имеем дело в большинстве случаев со связными почвами с опреде­ ленной водоудерживающей способностью, поэтому, ви­ димо, не будет большой ошибки, если в основу общей 52
формулы отвода воды из расчетного сЛоя прймём ос­ новное допущение: для любого типа почв сельскохозяй­ ственного поля характер зависимости величины стока (внутрипочвегшого, поверхностного и общего) от основ­ ных формирующих его факторов (осадки, инфильтрационная способность, водоудерживающая способность) одинаков. Можно, следовательно, считать, что величина стока зависит в основном от слоя осадков. Для обоснования такого вывода проанализируем не­ которые из существующих формул стока. АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ФОРМУЛ СТОКА При рассмотрении известных формул стока нас, в связи с поставленной задачей, интересовали два поло­ жения: с одной стороны, полнота учета различных поч­ венно-климатических показателей, с другой — допусти­ мое упрощение зависимости, возможная схематизация явления. Г. В. Алексеев [1] предложил интенсивность ин­ фильтрации определять из выражения: і = К+ кн S ’ і — интенсивность инфильтрации; К — коэффициент фильтрации; Н — предельная высота капиллярного всасывания; •S— высота инфильтрирующего столба воды. Несмотря на существенные упрощения, применение формулы затруднительно из-за малой изученности па­ раметров Н и К и необходимости их определения в спе­ циальных полевых опытах для каждого объекта мелио­ рации. Примерно такой же вид имеет формула, предло­ женная А. И. Будаговским [9] и проверенная им же в опытах на песчаных бесструктурных грунтах. Сложность взаимодействия почвы и влаги в про­ цессе впитывания привела к появлению ряда эмпириче­ ских формул, которые, однако, подтверждены рядом независимых опытов и имеют определенное теоретиче­ ское обоснование. где 53
Группа формул, имеющих общий вид *= * + £ ’ характеризует процесс поглощения влаги во времени. В этой формуле: і — интенсивность установившейся ин­ фильтрации после t часов от нача­ ла дождя; К — интенсивность установившейся ин­ фильтрации; a, d — параметры, зависящие от механи­ ческого состава почвогрунтов. Формула этого вида была предложена А. Н. Кости­ ковым еще в 1932 г. [28] и в дальнейшем интерпрети­ рована рядом авторов для различных почв [8, 53]. Наиболее интересна, с точки зрения учета дефицита влажности почвы, формула С. Ф. Федорова [53]: .• __ Г/ , n+adw JT,— » где dw— дефицит влажности почвы; п и а — параметры, характеризующие некоторые свойства почвогрунтов (определяются опыт­ ным путем). В приведенных формулах интенсивность выпадения дождя не учитывается. А. Н. Бефани рекомендует ин­ тенсивность впитывания K t определять в зависимости от интенсивности дождя h0, вида почвы, ее предшест­ вующего увлажнения и температуры /(min по формуле: Я, = /(т1п( 1 + я Л 5 ) + ^ ’ где А, а, d, h, ß — параметры, характеризующие про­ цесс впитывания. Влияние уклона стоковой площадки рекомендуется учитывать по модифицированной формуле K t = (K 0+ - £ y v - ' c P), где Ко = Amin ( 1+ aha2) ; A, h— те же параметры, что и ранее, определяемые в опытах при уклоне / ср; / — расчетное значение уклона, %. 54
К сожалению, каждый из параметров, входящих в эти формулы, требует постановки особых опытов. Вы­ числения по формуле получаются многоступенчатыми и могут приводить к нарастанию ошибки. К тому же вы­ ведены они для юга европейской территории Союза и Дальнего Востока, и применение их в других условиях требует проверки. Особую группу составляют эмпирические формулы, связывающие потери воды на инфильтрацию со стека­ ющими объемами (М. А. Великанов и др.) V t — V0e - kt, V, — объем стекающей воды в момент t\ Ѵ 0 — начальный объем; k — коэффициент, характеризующий инфильтрационные свойства почвы. К. И. Кашин [24] считал, что начальный объем про­ сочившейся воды связан с недостатком влаги в почве (то есть с дефицитом влаги d), и, интегрируя это выра­ жение, получил количество просочившейся воды V за любой промежуток времени t где V = d { \ ~ e ~ kt), k — коэффициент, зависящий от физических свойств почвы и от интенсивности подачи во­ ды к поверхности почвы, который определя­ ется по карте, составленной Г. П. Калининым и T. Т. Макаровой [23]. Е. Г. Попов [38] нашел возможность учесть в этой же формуле интенсивность выпадающих осадков h и их количество h t -ht V = d { \ - e d ). где Простота определения элементов, входящих в эту формулу, делает ее доступной для практического ис­ пользования. Приведенный краткий обзор существующих зависи­ мостей показывает, что большинство теоретических и эмпирических формул расчета стока являются много­ факторными, что затрудняет их применение при массовых расчетах почвенно-климатических параметров 55
оросителыю-осушительиых систем (даже на ЭМВ). По­ этому была поставлена задача определения величины стока только в зависимости от слоя осадков при усло­ вии поддержания мелиоративной системой влажности почвы на оптимальном уровне (от 0,6 НВ до НВ). ОПЫТЫ ПО ОБОСНОВАНИЮ ФОРМУЛЫ ДРЕНАЖНОГО СТОКА ПРИ ОРОШЕНИИ Считается, что величина дренажного стока не зависит от расстояния между дренами В уже при — > 5 , h где h — глубина заложения дрен в м. Тогда можно сде­ лать вывод: при практически применяемых в настоящее время расстояниях между дренами 10 м и более и глу­ бинах заложения дрен /і=0,8-М ,2 м для учета водоот­ ведения через дренаж можно пользоваться одной и той же зависимостью (формулой) стока. Видимо, такой вы­ вод можно считать справедливым при водонасыщеином пахотном слое определенной мощности. В более общем случае необходимо считаться с различной водорегули­ рующей способностью пахотного слоя различной мощ­ ности. В этом смысле интерес представляют опыты, постав­ ленные под Ленинградом А. И. Климко [26] и на Оло­ нецкой опытно-мелиоративной станции СевНИИГиМ А. А. Ксензовым [29]. На участках, где в различных вариантах была искусственно увеличена (насыпкой) мощность пахотно­ го слоя, водный баланс в зависимости от этого форми­ ровался по-разному. При выпадении осадков на участ­ ке (делянке, площадке) с большей мощностью пахот­ ного слоя благодаря его большей водовместимости сток был меньше, чем на площадках с меньшей глубиной па­ хотного слоя. Если же рассматривать сток из пахотного слоя разной мощности в стадии одинаково полного на­ сыщения, то из-за большей суммарной водоотдачи объем стока при большей мощности пахотного слоя оказыва­ ется большим. Б. Г. Гейтман и X. А. Писарьков (1955 г.) также от­ мечали, что на окультуренных почвах с мощным пахот­ ным слоем расстояние между дренами можно значи­ тельно увеличивать, так как эти почвы из-за своей боль­ 55
шой влагоемкости а'ккумулируіот влагу, в результате чего уменьшается объем «подлежащей» сбросу воды. В СевНИИГиМ были поставлены полевые опыты при дождевании по двум направлениям: по выявлению влияния расстояний между дренами на величину стока при одних и тех же почвенных ус­ ловиях; по выявлению влияния различных почвенных усло­ вий (в частности, мощности пахотного слоя) на вели­ чину стока при одной и той же степени дреиированности. Для получения выводов по первому направлению по­ левых исследований были обработаны данные опытов Г. А. Андреевой, проведенных в ОПХ СевНИИГиМ под Ленинградом. Опыты проводились на специально построенном дре­ нажном участке размером в плане 20X20 м. Участок имел три варианта дренирования: через 4 и 9 м при глубине 0,7 м и через 2 м при глубине 0,34-0,4 м. Поч­ вы участка тяжелосуглинистые, с коэффициентами филь­ трации: пахотного слоя (0—30 см)—0,001 см/с, подпа­ хотного— 0,00001 см/с. Для перевода всего стока во внутрипочвенный каж­ дая площадка была ограждена глиняными валиками. Исключение бокового влияния достигалось укладкой полиэтиленовой пленки в траншеи по границам площа­ док и по периметру всего участка. Поливы участка дождеванием проводились установ­ кой КДУ:55М при норме от 5 до 70 м, что позволило искать зависимость величины стока по каждой систе­ ме как от влажности почвы, так и от величины слоя осадков (дождей и поливов). Влажность почвы определяли регулярно по десяти­ сантиметровым слоям до глубины 1 м, сток измеряли из устьев дренажных систем в колодцах объемным спо­ собом. Слой осадков определяли по плювиографу и дождемерами. Анализ полученных данных позволил выявить сле­ дующие закономерности: при небольших нормах осад­ ков (до 104-15 мм) и ненасыщенной влагой почве ве­ личина стока, как правило, незначительна или сток во­ обще отсутствует; при просыхании перед поливом толь­ ко пахотного слоя величина стока может доходить до 50—60% от слоя поданной воды; при достаточном на57
сьпцении влагой пахотного и подпахотного слоев почвы сток, как н следовало ожидать, приближался к нор­ ме полива. Замеры стока показали, что в общем его величина в какой-то степени зависит от интенсивности осушения, от влажности пахотного и подпахотного слоев почвы, от количества и интенсивности осадков. Для детальной обработки были отобраны те случаи, когда влажность исследуемого профиля почвы была выше 60% от пре­ дельной полевой влагоемкости и дефицит влажности почвы до п п в (или НВ) составлял 20—40 мм (наибо­ лее распространенные нормы полива при дождевании). В результате обработки на ЭВМ «Наири» указанных данных была получена зависимость стока от осадков при влажности почвы > 0 ,6 ППВ: г/ = 0,008 *2-036, где X — слой осадков, мм; у — слой стока, мм. Графически полученные зависимости представлены на рисунке 10. Обработка проведена по данным стока по дренажу через 9 м и по дренажу через 4 м. Общая обработка данных нам кажется оправданной, так как зависимость 2. ММ Рис. 10. Зависимость дре­ нажного стока у от слов осадков X. Рис. II. Зависимость стока у от слоя осад­ ков X по формулам: / — С. Ф. Федорова; 2 — К. И. Кашина; 3 — Е. Г. Попова; 4 — СевНИИГнМ. 58
стока от осадков при дренаже через 9 м выражается формулой г/=0,004 х2*15, а при дренаже через 4 м — формулой у — 0,009 X2'012. Если сопоставить результаты, полученные по фор­ мулам разных авторов, с результатами вычислений по формуле СевНИИГиМ, то оказывается, что хорошее со­ гласование отмечается с формулами С. Ф. Федорова, К. И. Кашина, Е. Г. Попова (рис. 11). Это указывает на то, что предложенную зависимость можно применять в широком диапазоне характеристик минеральных почв. Можно считать также, что разной интенсивностью дренажа на опытных площадках была смоделирована различная естественная дренированность различных почвогрунтов. В связи с задачей расчетов водного баланса почвы за суточные интервалы формула стока получена для такой же единицы времени. Предложенная формула была введена в дальнейшем в программы расчета на ЭВМ сроков полива при раз­ ных нормах, межполивных интервалов, величин и часто­ ты отведения избыточной влаги из кориеобитаемого слоя почвы. Даже при орошении, как уже указывалось, дожде­ ванием осушенных площадей происходят некоторые потери поливной воды через дренаж. С другой стороны, дренаж, включаясь в работу при неблагоприятном вод­ ном режиме почвы (переувлажнение) в случае совпа­ дения во времени поливов и обильных дождей, способ­ ствует быстрейшему освобождению почвы от излишней воды. В условиях нечерноземной зоны особо следует рассмотреть работу дренажа на тяжелых по механиче­ скому составу почвах (суглинистых и глинистых), так как именно в этих случаях при совпадении поливов с дождями образуются вымочки культур в понижениях. Для получения выводов о влиянии мощности пахот­ ного слоя на водоотводящую способность исследования по учету притока воды к дренам проводились при ис­ кусственно Ісозданном переувлажнении почвы. Опыт был поставлен в ОПХ СевНИИГиМ в сентябре после уборки урожая ранней капусты, на участке между дву­ мя дренами с расстоянием между ними 22 м, глубиной заложения 0,8—0,9 м. Уклон поверхности в направле­ нии, перпендикулярном направлению дрен, 0,002— 0,0025. 59
Участок был подобран таким образом, чтобы одна дрена проходила в, суглинке, другая — почти полностью в песчаных наносах мощностью 0,4—0,6 м, подстилае­ мых суглинком. На участке было установлено 5 линий труб корот­ коструйной дождевальной установки КДУ-55М длиной по 20 м с четырьмя рабочими насадками на каждой ли­ нии. Две такие линии (внешние) располагались над ли­ ниями дрен, две — параллельно дренам на расстоянии 5 м от них и одна — посредине между дренами. Каждая линия насадок могла включаться в работу са­ мостоятельно и в любом сочетании с остальными. Опытный участок был оборудован смотровыми ко­ лодцами глубиной 0,66 м для замеров уровней верхо­ водки. На расстоянии 10 м вниз от последних насадок шурфами были вскрыты обе дрены, где замеряли сток объемным методом. В работу сначала включались обе линии дождеваль­ ных насадок, расположенные над дренами (И 32—I I 42, 1320—IЗ25, 15.IX), затем обе линии, расположенные в 5 м от дрен (1605—1615, I718—1724, 15.IX), ■последней включалась в работу линия насадок посредине участка (8°°—808, 16.IX). Интервалы времени между последова­ тельными включениями выбирали так, чтобы зафикси­ ровать максимум стока по каждой дрене при каждом включении. Расход воды через дождевальную установку регистрировали по водомеру ВВ-150 у насосной стан­ ции, а слой осадков по почвенным дождемерам. Для исключения перетекания воды по поверхности борозды были пересыпаны (разделены на отрезки) ва­ ликами. Динамика стока по обеим дренам в пересчете на модуль стока с 1 га представлена на рисунке 12. Из графика видно, что начало стока по дрене, заложенной в плотном суглинке, как и по дрене, заложенной в двух­ членном наносе, характеризуется большими модулями с начала стока. Полив над дренами и на полосах в 5 м от них проводился при одинаковых нормах. Уменьшение стока, как и нарастание, по дрене в двучленном наносе происходило в несколько раз быст­ рее, чем по дрене в суглинке. Заметим, что при поливе средней полосы к каждой из дрен притекала только половина поданной дождева­ нием воды. 60
Рис. 12. Модули стока на модельной площадке: / — по дрене в двухчленном наносе; 2 — по дрене в суглинке.
Суммарный суточный сток по дрене, заложенной в двухчленном наносе, был в 2,3 раза больше, чем сток по дрене, заложенной в суглинке. Общий сток по обеим дренам при одностороннем притоке воды к ним за период наблюдений составил 154 м3/га, что от данной нормы полива в 800 м3/га составляет 19,3%. Коэффициент стока за 8 часов после начала полива нормой 400 м3/га полосы, отстоящей на 5 м от линии дрены, при предварительном насыщении участка меж­ ду дреной и полосой до полной влагоемкости, по обеим дренам равен 0,15, а при поливе полосы, отстоящей на 10 м от линии дрены, при полном насыщении всей пло­ щадки, равен 0,17. Наблюдения за колебаниями уровней верховодки в смотровых колодцах после полива средней полосы по­ казали, что повышение уровней воды в колодцах отме­ чается сразу после окончания дождевания вместе с уве­ личением модулей стока по дренам. Заполнение колодцев водой происходит постепенно. В 12 ч дня в крайних колодцах, над дренами, уже отме­ чается снижение уровней воды, хотя по остальным ко­ лодцам еще отмечается подъем уровней воды. Это го­ ворит о том, что в придренной полосе гравитационная вода отводится почти немедленно. По состоянию на 16 ч того же дня -можно сказать, что водоотводящее действие сказывается уже на расстоянии 2,5—3 м от дрены, за­ ложенной в суглинке, и на расстоянии 7—8 м от дрены, заложенной в двухчленном наносе. Образовав­ шаяся к этому времени депрессиоиная кривая проходит в верхней части пахотного слоя на суглинке, а в двух­ членном наносе опускается до нижней границы песча­ ного слоя. Через сутки, 17 сентября, сток по обеим дренам был незначительный и равен 0,02 л/с -га, к этому времени депрессиоиная кривая располагается у подошвы пахот­ ного и песчаного слоя, то есть основной сток проходит при наличии кривой депрессии в пахотном и песчаном слое. Таким образом, можно сделать вывод, что полив дренированных площадей большими нормами (800 м3/га) приводит к значительным потерям поливной воды на сток. Сток по дренам, заложенным в двухчленных на62
foöcax с мощностью песчаного наноса до 0,6 м, coCtaflляет 34% от поливной нормы в 800 м3/га. Сток по дренам, заложенным в суглинке, составля­ ет 5,9% от поливной нормы в 800 м3/га. В практике орошения дождеванием применяются нормы в 2—3 раза меньше, следовательно, и потери по­ ливной воды па сток должны быть значительно мень­ ше, что и было в последующем подтверждено опытами В. С. Ломакина (1963 г.). Описанный опыт проводился для проверки рабо­ тоспособности и эффективности дренажа при возмож­ ном в условиях зоны выпадении ливневого дождя в 40—■ 60 мм (400—600 м3/га) вслед за проведением полива нормой 30—40 мм. Данные опыта показывают, что уровень появившей­ ся в пахотном слое верховодки в придренной части сни­ жается до подошвы пахотного слоя в течение 1 ч на двухчленном наносе и в течение 33 ч на суглинке; пол­ ностью пахотный слой освобождается от верховодки на всей междреииой полосе через 33 ч. В данном случае дренаж выступает в роли эффек­ тивного мероприятия против переувлажнения орошае­ мых земель при совпадении поливов с дождями. Не акцентируя внимания на небольших значениях стока по дренажу, заложенному в суглинке через 22 м (так как теория и практика мелиораций приводят по­ степенно к уменьшению расстояний между дренами -на тяжелых почвах), необходимо отметить существенное различие в величинах водоотведения в зависимости от мощности верхнего слоя, смоделированного в данном случае песчаной прослойкой. Отсюда следует, что не­ обходимо обязательно учитывать водорегулирующую способность верхнего слоя почвенного профиля (с уче­ том его мощности). При разной мощности пахотного (корнеобитаемого или просто активного) слоя почвы можно учитывать его различную водорегулирующую способность, задаваясь разными нормами полива. При этом разная водорегу­ лирующая способность почв легко согласуется с требо-^ ваниями к оптимальным нормам полива, а именно: их величины должны находиться в пределах от 0,5-4-0,6 ППВ до ППВ расчетного слоя. Как известно, движение влаги для формирования стока отмечается при влажности почвы больше ППВ. 63
нормы Таким образом, проводя расчет на разные полива, мы тем самым в определенной степени учиты­ ваем разную водорегулирующую способность различных почв. В ЫВОДЫ 1. При расчете параметров оросительно-осушитель­ ных систем необходимо знать величины стока через осу­ шительную сеть по двум причинам: а) при больших потерях воды через осушительную сеть может оказаться необходимым увеличивать рас­ четные нормы полива (брутто) или уменьшать межпо­ ливные интервалы; б) при совпадении поливов с естественными осад­ ками сток может быть выше расчетного модуля осу­ шения. 2. При влажности почвы в оптимальных пределах (0,6ч-1,0 ППВ) величину дренажного стока в первом приближении можно рассчитывать только в зависимости от слоя осадков по формуле вида у = ах° , у — слой стока, мм; X — слой осадков, мм; а и b — коэффициенты. 3. При учете размой аккумулирующей емкости поч­ венного слоя по его водовместимости, равной норме по­ лива, интенсивность водоотведения через дренаж может рассчитываться по формуле вида у — т— а х в, где где т — норма полива, х — слой осадков, превышаю­ щий водовместимость расчетного слоя поч­ вы (/п).
Глава 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И ОСУШЕНИЯ ПО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ (ПО СУТОЧНЫМ ВЕЛИЧИНАМ ОСАДКОВ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА) В основе любого метода расчета режима увлажне­ ния на мелиорированной территории лежит определение баланса влаги в определенном слое почвы за опреде­ ленный отрезок времени. При наличии осушительной сети основная часть прихода влаги — это осадки (есте­ ственные и искусственные). Подпитывание за счет грун­ товых вод может быть учтено соответствующими (из­ вестными) коэффициентами. Основной же расходной статьей в вегетационный период является суммарное испарение, которое в условиях оптимального увлажне­ ния почвы (для чего и необходимы осушительно-ороси­ тельные системы) определяется по простым связям в за­ висимости от радиационного баланса или температуры воздуха. Расчет суммарного испарения влаги естествен­ ных осадков и поливов по методике СевНИИГиМ ве­ дется по среднесуточной (или среднедневной) темпера­ туре воздуха. Данные по осадкам и температуре име­ ются за длительный период времени по сравнительно частой сети пунктов и получаются по единой методике с минимальной дискретностью во времени, что выгодно отличает их от наблюдений за водным режимом почвы. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СХЕМЫ УСТАНОВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ Для установления режима поливов необходимо оп­ ределить нормы и сроки, полива культур, входящих в проектируемый севооборот. Сумма величин отдельных Поливов составляет оросительную норму. Оросительную норму М ср в районах ирригации обыч­ но находят как разность между рассчитанным водоПотребленйем растений W'cp при оптимальной влажности почвы и естественными осадками определенной обеспе­ ченности Р%: S Д, Б, Цнпрнс 66
ІР ср-Р х = Я р . Знание оросительной нормы М и нормы каждого по­ лива т, определяемой верхним и нижним пределами оптимальной влажности расчетного слоя почвы (с уче­ том техники полива), давало возможность найти число поливов за вегетационный период п, величину межполнвного интервала Т при соответствующем распределе­ нии поливов па протяжении поливного периода T': Мер cp cp Н-ср J mCp /(cp В засушливых районах, где естественные осадки за период вегетации составляют небольшую часть общего водопотребления за сезон и оросительные нормы прак­ тически стабильны по годам, опыты по проверке и уточ­ нению расчетного режима поливов обычно ставили для достижения оросительной нормы vWcp= c o n st при раз­ ных поливных нормах. В этом случае варьировали ниж­ ним порогом почвенной влажности и, соответственно, межполивным интервалом. По аналогичной схеме ставили' опыты и в СевероЗападной увлажненной зоне. Так, В. С. Ломакин [32] в своих опытах разными поливными нормами, по­ даваемыми через соответственно разные интервалы, вы*держивал примерно одну и ту же оросительную норму. Для этого поливы проводились при нормах 150, 250 и 350 м3/га нетто с интервалами в 3, G и 11 дней. В ре­ зультате опытов 1961/63 г. с капустой и сахарной свек­ лой было установлено, что более благоприятные усло­ вия влажности почвы и большие урожаи достигаются при поливных нормах 250 м3/га. Однако межполивной интервал в 10 дней при такой норме оказался большим и для капусты, и для свеклы. Данные по урожаям в указанных вариантах опыта (на сопоставимых по фону осушения участках с дренажем через 45 м) представ­ лены в таблице 15. і Поэтому и В. С. Ломакин в последующем перешел к опытам по предложенной нами ранее схеме: поливы назначаются при разных нормах в одни и те же сроки. Причем срок полива назначают для средней (расчет­ ной) нормы полива, соответствующей данным почвен­ ным условиям, то есть обеспечивающей в течение всего срока испарения поливной нормы влажность почвы в 66
Т а б л и ц а IS Урожай среднепоздней капусты и сахарной свеклы при разных нормах полива, ц/га Средііепоздняп капуста ПолішноП режим Сахарная спекла 1961 г. 1963 г. 537 ±6,0 — — 634+8,3 640 ±6,8 403+6,3 Норма 350 м3/га, полив через 11— 15 дней 600 ± 7,7 580+7,6 317+5,8 Контроль ( без поливов) 386±5,2 388+ 5,4 340+5,8 212±4,2 Норма через Норма через 150 м3/га, полив 3 дня 250 м3/га, полив 6— 10 дней 1963 г. 426+8,9 250+4,6 П р и м е ч а й и е. В числителе показан вес корней свеклы, в знаменателе — вес ботвы. оптимальных пределах. Большую и меньшую нормы по­ лива (от расчетной) дают на соседних вариантах в те же сроки, чем моделируют разный уровень увлажнения, соответственно выше и ниже расчетного оптимального. Схематически оба метода испытания поливных ре­ жимов изображены на рисунке 13. В схеме I мы исходим из положения, что разными поливными нормами (с соответствующей частотой их подачи) можно обеспечить оптимальные условия ув­ лажнения. Рассчитываемой заранее величиной является оросительная норма, а величина поливного интервала Т зависит от отношения — . m В схеме II заранее определяется величина поливной нормы (в зависимости от местных почвенно-гидрологи­ ческих характеристик и характеристик дождя данного типа дождевателя, так как определенная почва в зави­ симости от интенсивности дождя и крупности капель может «принять» без стока определенную норму). Срок полива определяется временем расходования сельскохо­ зяйственным полем выбранной поливной нормы, что обусловливает изменчивость межполивного интервала. Большие и меньшие величины поливных норм служат для уточнения рассчитанной основной нормы, и, кроме 5* 67
Схема I « Ш ІШ mr-150% мгj._Jl_J_I_1 rs і М, т,*тг*іП) тг--250% м ,щ -м ,. Т*Ѵаг 1 Схема If j I ШгІ507га M , L r_ l «гі_J. М,1 і Рис. 13. Схемы гПг‘ 250 /|д осноінай Іариант (ïlj Mt*Mz+M9 T a rn st j nij-350 /fn полевых испытаний режимов. поливных того, позволяют проверить отзывчивость культуры на повышенный и пониженный уровни нижнего предела влажности почвы. Искомой величиной для данного года опытов является в условиях увлажненной зоны и ве­ личина оросительной нормы, так как она колеблется в зависимости от условий естественного увлажнения. Из сказанного нетрудно заключить, что вторая схе­ ма опытов дает ответ на большее число вопросов и бо­ лее приемлема при изменчивых погодных условиях. Сле­ дует указать и на то, что при наступлении дождливого периода поливами в разные сроки при разных нормах вообще невозможно выдержать заданную оросительную йорму на всех вариантах. В поливах по схеме II одновременно проверяется опасность совпадения дождей с поливами. Данные по влажности почвы при поливах как в при­ городной зоне Ленинграда (Д. Б. Циприс, В. С. Лома­ кин, В. И. Ревут, Л. А. Смирнова и др.) так и под 68
Каунасом [7] показывают, что поливные нормы 250— 300 м3/га при межполивных интервалах в 6—8 дней обеспечивают влажность почвы в оптимальных преде­ лах (> 60% ППВ). При этом, как было показано во многих работах, обеспечивается высокая экономичес­ кая эффективность орошения. Обоснованием принятой схемы полевых опытов слу­ жат теоретические (подтвержденные прямыми наблю­ дениями) положения о том, что определяющим факто­ ром испарения при достаточности влаги являются энер­ гетические ресурсы. В методике СевНИИГиМ в качестве энергетического показателя используется температура воздуха. Пока­ затель радиационного баланса рекомендуется приме­ нять для текущего прогнозирования сроков полива при оснащении оросительных систем балансомерами и дож­ демерами. ФОРМУЛА ЗАВИСИМОСТИ СУММАРНОГО ИСПАРЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В условиях рассматриваемой территории метод рас­ чета необходимого для орошения количества воды дол­ жен основываться на детальном анализе данных по осадкам (в первую очередь) и условий испарения вла­ ги (метеорологических условий). Некоторые исследователи (Остроменский и др.) от­ мечают, что взаимосвязь между водопотреблением и дефицитом влажности воздуха теснее, чем между водо­ потреблением и температурой воздуха, или радиацион­ ным балансом. По данным же И. Я. Делибалтова, X. X. Христова, И. Б. Цоиева [19], суммарное водопотребление более точно устанавливается по температуре, чем по дефици­ ту влажности воздуха. В работах С. М. Алпатьева [1966 г.] отмечается, вы­ сокая точность и надежность использования для расче­ тов суммарного испарения и такого показателя условий среды как температура. В методике СевНИИГиМ в качестве энергетическо­ го показателя испарения принята среднесуточная тем­ пература воздуха, так как наблюдения за температурой воздуха по сети гидрометстанций имеются за более дли­ тельный период, чем за влажностью воздуха.
Кроме того, приборы для определения температуры воздуха намного проще и надежнее, чем для измерения влажности воздуха, что имеет немаловажное значение при использовании методики назначения поливов по метеорологическим показателям в условиях производ­ ства. Исходя из условия, что срок испарения поливной нормы при постоянных температурных условиях и от­ сутствии естественных дождей в этот период есть также величина постоянная, можем записать t' = Т = const, г д е £ '— межполивной интервал; Т — межполивной интервал при изотермических ус­ ловиях среды (в данном случае — температуры воздуха), так называемый основной межполив­ ной интервал. При выпадении вслед за поливами (поливом) есте­ ственных осадков h более какой-то минимальной вели­ чины (при которой проявляется их действие на расте­ ния) межполивной интервал Т должен быть увеличен t ' = T + т, где т= /і(/г). При сохранении тех же температурных условий ис­ парения изменение срока следующего полива пропор­ ционально количеству выпавших осадков t'= T + m h , здесь h — суммарное количество осадков за время меж­ ду поливами; пг — коэффициент пропорциональности (сутки2/мм — tg а = — ) , Дh ) суткп мм/сутки При изменении температурных условий за время между поливами t ' = Т -Ьт, испарения где т — приращение функции уже двух переменных — h и t°. Величина т, являясь приращением функции f , на­ ходится как полный дифференциал неявной функции от h и t°, 70
* = ^ d A + — Л 0, dh d t° d i° t° . — = à— = ni = const. dh ДА Из расчетов сроков испарения различных величин осадков при разных температурных условиях (табл.16) находим, что т = 0,2 сутки2/мм ; h— +1 суо- - ‘ = —0,2 сутки/град. —5° Переходя к конечным приращениям, получим t'= T-\-m (сутки2/мм) Ah (мм/сутки) + h (сутки/град )Х ХА*2 (град); t'= (T + Q ,2 A h — Q,2At°) (сутки). Выведенная формула была предложена в виде но­ мограммы [56] для расчета сроков испарения осад­ ков (дождей и поливов), а значит, для прогнозирования сроков полива (рис. 14). 5 — СЛ— £-1— Z_l---£-А— £-1------- о 5 ю і5 го Температура боздуха; °с гь зо Рис. 14. График переноса сроков поливов в зависимости от осадков, и температуры воздуха. 71
I , Как известно, существует большое число формул для расчета испарения в зависимости либо только от тем­ пературы воздуха, либо в основном от нее. Поэтому целесообразно сопоставить расчеты по предложенной формуле и по формулам других авторов, хорошо прове­ ренных на протяжении ряда лет в различных условиях. Для сопоставления определим число дней, в течение которых возможно испарение осадков различной вели­ чины при принятых расчетных интервалах температур. Ниже приведен расчет продолжительности испаре­ ния осадков различной величины по известным форму­ лам И. А. Шарова и А. Н. Костикова. Продолжитель­ ностью (сроком) испарения осадков, собственно, и оп­ ределяется перенос срока очередного полива. Формула И. А. Шарова имеет вид S=m +4ß, где 5 — суммарное испарение, м3/га; ££— сумма среднесуточных температур за рас­ сматриваемый период, ° С; В — число дней в периоде; k — постоянное испарение на 1°С среднесуточ­ ной температуры, которая примерно одинако­ ва для условий Средней Азии и Московской области и равна 2. Формула А. Н. Костикова имеет вид где k — коэффициент, зависящий от ветровых условий и равный 0,6—1,1 (для условий Ленинградской области принят равным 0,8); t — расчетная средняя температура, °С; е — средняя за расчетный период относительная влажность воздуха, %. Расчетные интервалы температур воздуха принима­ ем равными 10—15, 15—20, 20—25, 25—30° С. Для упрощения расчетов приняты средние величи­ ны указанных интервалов: 12,5°; 17,5°; 22,5°, а градации осадков: 10, 15, 20, 25, 30 мм. П р и м е р 1. Р а с ч е т по ф о р м у л е И. А. Ш а р о в а. Для интервала температур 20—25° С (среднее 22,5° С) 5 = 2x22,5 + 4=49 м3/га, или 4,9 мм/сутки. 72
Следовательно, слой осадков 10 мм, выпавших в ин­ тервале температур 20—25° С испарится за 2 дня 10 мм = 2 суток). ( 4,8П мм/сутки ример 2. Р а с ч е т по ф о р м у л е А. Н. К о ­ с т я к о в а. Для интервала температур 10—15°С (сред­ нее 12,5° С) S = 0,8 X 12,5 (l - = 0,24 X 12,5 s 3 мм/сутки. Слой 30 мм осадков, выпавших в этих температур30 ,п ных условиях испарится за ------------- = 1 0 суток. 3 мм/сутки Результаты расчета продолжительности испарения принятых выше величии осадков при взятых расчетных интервалах температур для условий Ленинградской об­ ласти приведены в таблице 16 (аналогичную таблицу составляют для каждого ' нового метеопункта). Из данных таблицы следует, что формулы И. А. Ша­ рова и А. И. Костикова дают примерно одинаковые сро­ ки переноса поливов, но отличаются «неравномерностью шага». Последняя строка таблицы дает результаты расче­ тов по формуле СевНИИГиМ. Видно, что интервал меж­ ду сроками в зависимости от принятых градаций осад­ ков при одинаковых температурных условиях равен од­ ному дню. Таким образом, «неравномерность шага» устранена, что облегчает конструирование специальных прогнози­ рующих приборов, работающих на линейных зависимо­ стях; увеличение слоя осадков на 5 мм при тех же тем­ пературных условиях вызывает перенос полива на один день и т. д. На основании расчетов построен график, по которо­ му срок переноса полива можно легко определить для всех промежуточных значений осадков и температуры воздуха (рис. 14). Применение единой формулы (графика, номограм­ мы) для определения срока испарения разных величин искусственных и естественных осадков существенно об­ легчило бы все расчеты. Расчет срока использования поливной нормы должен базироваться не на величинах суммарного испарения за сутки вегетационного перио­ да или отдельных его месяцев, а на действительных ве­ 73
личинах суточного испарения при орошении в метеоро­ логических условиях засушливых периодов и на срав­ нительно небольших территориях оросительных систем. На основании некоторых литературных данных, а так­ же собственных наблюдений под Ленинградом было принято, что сопоставление эффективности искусствен­ ного и естественного дождя должно проводиться с ко­ эффициентом 2 :3 . (Подчеркнем еще раз, что это соот­ ношение условно и в каждом районе зависит от многих факторов.) Ранее в СевНИИГиМ был предложен более простой расчетный метод (дискретный) определения числа и сроков поливов по так называемым единичным засуш­ ливым периодам (ЕЗП). Продолжительность ЕЗП лег­ ко устанавливается расчетом срока использования по­ ливной нормы по второму, изложенному в настоящей работе подробно, непрерывному методу. ПРОВЕРКА ПРЕДЛОЖЕННОЙ ФОРМУЛЫ И МЕТОДИКИ НАЗНАЧЕНИЯ СРОКОВ ПОЛИВА Специальные полевые опыты под Ленинградом с оп­ ределением сроков полива капусты, картофеля, свеклы и трав по слою осадков и температуре воздуха (с регу­ лярным контролем влажности почвы термостатно-ве­ совым способом) показали достаточно высокую точ­ ность предложенного метода. Полевые опыты, подтверждающие практическую применимость методики назначения сроков полива по данным об осадках и температуре воздуха, проводи­ лись разными авторами в других районах нечернозем­ ной зоны СССР. Г. Р. Кениг [25] исследовал в 1964—1967 гг. режим орошения овощных культур и картофеля в условиях Среднего Предуралья (под Пермью) на дерново-глеевых тяжелосуглинистых почвах. Им было, во-первых, установлено, что для расчета нормы полива необходимо принимать во внимание увлажнение слоя почвы всего в 20—30 см (как и в исследованиях СевНИИГиМ). По­ ливные нормы составляют тогда 20—30 мм для средне­ тяжелых почв (для капусты снижение влажности до 60% от ППВ в этом слое уже отрицательно сказыва­ ется на урожае). Во-вторых, автором была предложеЦ
Таблица lé Сроки испарения осадков в зависимости от температуры воздуха (в днях) Количество выпавших осадков мм/суткн 10 Расчетная формула Ю СОМ Ï 1 О ю И. А. Шарова 20 15 30 25 Среднесуточная температура ооздуха, ° О ю ю to СМ 8 to М см см ІО 8 8 Ю С 1 1 1 о1 о7 Ю ï ОÏ Ю 1 О1 ю с см 8 СМ 8 т 9 Ю о7 О Ю см СМ ю1 1 8 6 5 4 3 7 5 4 8 6 5 ю ** 7 6 4 3 2* 5 4 3 7 5 4 6 5 10 с S = m + 4 ß А. Н. Костикова S - * ' (1 - 4 3 2 100 ) СевНИИГиМ 5 43 6 5 4 7 6 5 8 7 6 9 8 7 t '= T + 0 ,2 A h - 0 ,2 A t * См. пример 1. ** См. пример 2. па для условий Среднего Предуралья формула суммар­ ного испарения £= 0,25 х+0,5 P + t — 17, где Е — суммарное испарение за декаду, мм; X — запасы продуктовой влаги в слое 0—50 см в начале декады; Р — сумма осадков за декаду, мм; t — среднедекадная температура воздуха, °С. Расчет по этой формуле продолжительности испа­ рения различных величин осадков при разной темпе­ ратуре воздуха позволил Г. Р. Кенигу построить гра­ фик, полностью совпадающий с приведенным на рисун­ ке 14. А. Я. Вуцанс [14] проводил опыты по орошению пастбищ с вновь созданным травостоем на дерново-кар­ бонатных выщелоченных почвах юго-запада Латвии. Орошение велось по трем вариантам: I — поливы давали при снижении влажности почвы в слое 0—30 см до 0,7 НВ- ,(ППВ); II — поливы давали в сроки, определяемые по метео­ рологическим данным (по графику на рисун­ ке 14); 75
llî — поливы проводили через одинаковые интервалы при нормах, дополняющих выпавшие за межпо­ ливной период естественные осадки до расчетной величины (равной испаряемости). (Отметим, что величину водопотреблеыия при оптимальной влаж­ ности почвы за определенный период, то есть ве­ личину испаряемости, можно определить по то­ му же графику). Сравнение и оценка результатов трехлетиих опытов проведены А. Я. Вуцансом разносторонне: по урожай­ ности, по динамике влажности почвы, по экономическим показателям, по возможности практического примене­ ния в производственных условиях. В таблице 17 приве­ дены данные урожайности в среднем за три года (1967—1969). Методом двухфакторного дисперсионного анализа установлено, что при одинаковых дозах внесения удоб­ рений между урожаями на вариантах орошения иет су­ щественной разницы. Отсюда следует, что разработанную СевНИИГиМ методику прогнозирования поливов можно применять независимо от фона удобрений. Т а б л и ц а 17 Урожайность пастбища по вариантам орошения, ц/га зеленой массы Ф о н удобрений М е т о д установления сроков полива По влажности почвы По метеорологическим данным Через одинаковые интервалы P»K1MNM PB)^I7oNl30 438 433 471 444 1 465 433 514 500 50S О влажности почвы можно судить по данным свод­ ной таблицы 18. Данные о влажности почвы необходимо рассматри­ вать вместе с экономическими показателями (табл. 19). Из таблицы 19 следует, что более экономичным был режим орошения, проведенный по метеорологическим данным. 76
Таблица 18 Влажность почвы в слое 0—30 см за три поливных периода по вариантам орошения (по данным А. Я. Вуцанса, Латвийская ССР) Метод установления сроков полива Средняя влаж­ ность, % ппв за период По влажности почвы По метеорологическим данным Через одинаковые иптервалы 76 67 62 53 75 64 Средняя влаж­ ность перед по­ ливами, % ППВ Таблица 19 Экономические показатели орошения пастбищ за 1967— 1969 гг. (по данным А. Я- Вуцанса, Латвийская ССР) Фон удобрений себестоимость корм, ед., коп. себестоимость корм, ед. прибавки урожая, коп. себестоимость корм, ед., коп. себестоимость корм, ед. прибавки урожая, коп. По влажности почвы . . . По метеорологическим д а н н ы м ............................. Через одинаковые интерв а л ы ..................................... Р»к wNaoo себестоимость корм, ед. прибавки урожая, КОП. Метод установления сроков полива РеоК і7бЫізо себестоимость корм, ед., коп. РбоК17fiH»B 2,8 4,0 2,8 3,9 2,9 3,7 2,7 3,9 2,8 4,1 2,8 2,9 2,8 4,0 2,8 4,2 3,5 IL 3 .7 А. Я. Вуданс считает, что пока не разработаны ме­ тоды и аппаратура для быстрого определения влажно­ сти почвы, наиболее приемлем для производственных условий в настоящее время метод прогнозирования сро­ ков полива по метеорологическим данным (методика СевНИИГиМ). Аналогичные выводы получены Л. А. Смирновой [47] в опытах по орошению пастбищ под Ленинградом по такой же схеме. В результате анализа данных по влажности почвы и метеорологических условий в годы опытов по ороше­ нию различных пропашных культур на осушаемых ми­ неральных почвах Литовской ССР [7] сделан вывод, 77
20> Таблица Расчетные нормы поливов, по данным агроклиматических справочников НВ в мм в слое почвы (см) Область, краіі Красноярский край Станция, почва Казачииское опытное поле, оподзолениый чернозем сугл и н и сты й ..................................... Воронежская область Брянская область Ленинградская 0 -2 0 0 -5 0 56 142 326 17 43 98 371 24 55 111 0-100 Ст. Кириллов, оподзолениый средний сугли­ нок на глине .......................................................... 59 146 271 17 44 81 Ст. Солугалич, дерново-среднеподзолистая, супесчаная .............................................................. 54 157 380 16 47 114 Воронежский СХИ, чернозем выщелоченный, тяжелосуглинистая.............................................. 83 182 335 25 55 100- Ст. Карачев, серая лесная, среднесуглини­ стая ........................................................................... 58 149 310 17 44 93 40 104 214 12 31 64 56 129 265 17 39 80 область Тихвин, песке дерново-подзолистая, песчаная . . . .............................................. Ленинградская область Белогорка, легкий с у г л и н о к ......................... Архангельская область на Ст. Каргополь, дерново-подзолистые суглин­ ки .............................................................................. 48 142 325 15 43 98 Елецк, дерново-подзолистые суглинистые с примесью и л а ...................................................... 73 •153 219 22 46 66 Витебск, легкий с у г л и н о к ................................. 68 148 280 20 45 85 Минская область Минск, супесчаная п оч в а..................................... 50 106 164 15 32 49 Карельская АССР Ст. Лоухи, песчаная, слабоподзолистая на гнейсовых и гранитных п е с к а х ..................... 50 137 — 15 41 — Ст. Баргузин, песчаная......................................... 69 187 355 21 56 107 Кабанск; легкий суглинок ................................. 61 97 207 18 30 62 Ст. Юрьевец, дерново-средиеподзолистая, легкий суглинок, пылеватый иа покровных о т л о ж е н и я х .......................................................... 60 155 310 18 47 93 Витебская область Бурятская АССР Ивановская область 3 0-100 О область 0 -5 0 со > Костромская 0 -2 0 185 Ст. Боготол, черноземно-луговая суглинистая Вологодская область 0,3 НВ в мм в слое почвы (см) Примечание. Нижний порог оптимальной влажности нии, так как для разных почв он может быть различным. в 0,3 НВ принимается в первом приближе-
что «метод единичных засушливых периодов является надежным и может успешно применяться для расчета поливного режима». Исследованиями ЛитНИИГиМ подтверждены дан­ ные СевНИИГиМ, что глубину расчетного слоя при оп­ ределении нормы полива в условиях Северо-Запада не следует принимать более 30 см. При нижней границе оптимальной влажности в среднем около 70% наи­ меньшей влагоемкости почвы получены следующие ве­ личины поливных норм: для легких почв в первой половине вегетации (мощ­ ность расчетного слоя 10—20 с м )— 1504-200 м3/га, во второй половине вегетации (мощность расчетного слоя 20—30 см) — 2004-260 м3/га; для тяжелых почв соответственно 150-4-300 и 30044-450 м3/га. Действительно, расчетную величину поливной нор­ мы обычно определяют по агрогидрологическим кон­ стантам данного вида почвы как разность между наи­ меньшей влагоемкостыо и влажностью разрыва капил­ ляров. Так как влажность разрыва капилляров равна примерно 0,7 НВ, то т = 0,ЗНВ, т — расчетная поливная норма; НВ —влажность почвы, соответствующая наимень­ шей влагоемкости (в % от общей скважности или в мм). Величины наименьшей (полевой) влагоемкости и расчетных норм поливов для основных типов почв сель­ скохозяйственных угодий зоны даются во многих источ­ никах, в том числе в агроклиматических справочниках. По этим данным легко вычислить величины поливных норм для разных почв (табл. 20). В большинстве слу­ чаев нормы полива в расчете на увлажнение слоя 0— 50/60 см находятся в пределах от 15 до 55 мм (округ­ ленно 200—600 м3/га). Однако при определении нормы полива необходимо считаться, кроме агрогидрологических свойств почвы, с биологией различных растений. В ранние периоды вегетации всех сельскохозяйст­ венных культур (а для некоторых овощных культур с маломощной корневой системой и на протяжении всей вегетации) при поливах дождеванием необходимо ув­ лажнять только верхнюю часть пахотного слоя почвы в где
20 см. В соответствии с имеющимися данными для это­ го необходимы поливные нормы в 15—20 мм почти не­ зависимо от типа и механического состава почв (для условий зоны). Во вторую половину вегетационного периода, когда могут понадобиться увлажнения по 40—50 мм (для слоя почвы 50—60 см в южных и юго-восточных районах не­ черноземной зоны), разница в нормах полива для раз­ личных по механическому составу почв заметнее, и мо­ жет быть от 8—10 мм на дерново-подзолистых почвах до 15—20 мм на торфяниках. Поливные нормы в интервале 20—60 мм достаточно характерны для почв зоны в различные периоды веге­ тации и при расчете режима орошения на эти величины достаточно полно учитывается разнообразие сочетаний культур, почв и климатических условий. Следует отметить, что при нормах 50—60 мм воз­ можны уже поверхностные поливы и поливы при внутрипочвенном увлажнении. В СССР достаточно широко известна методика рас­ чета режима орошения по так называемым биологиче­ ским кривым водопотребления (А. М. Алпатьев, С.М. Алпатьев). Методика рекомендована к применению техсоветом Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР. Поэтому целесообразно сопоставить расчетные режимы поливов по обоим методам. В таблице 21 приведены данные детального расче­ та сроков полива по 200 м3/га (20 мм) по данным ме­ теостанции «Белогорка» Ленинградской области. Рас­ четы проведены за 2 трехлетки (1956—1958 гг., 1963— 1965 гг.), выбранные таким образом, что в.первой из них один год — засушливый, два — относительно увлаж­ нены естественными осадками; во второй трехлетке — два года засушливых и один сравнительно влажный (см. данные по числу поливов за VI—VIII месяцы в по­ следней колонке таблицы). Расчет по методике С. М. Алпатьева выполнен с ис­ пользованием зависимости суммарного испарения от де­ фицита влажности воздуха (по Э. А. Струнникову), рас­ чет по методике СевНИИГиМ проведен на ЭВМ «Наири». Сопоставление по числу поливов (в последней колонке таблицы) показывает, что в 4 случаях из 6 ме­ тодика СевНИИГиМ Да^Т РЗ один полив больше, незар Д. Б. Циприр 81
111А—ІА «с OlfOlih 0 D ÏT I9 O O^O^^^W>-(N(N(NtDS 1эЛ.Ш0 Ѵ£ а о ш ііго и Ю o ir o iih О О О (М С О М С О О )С О CS СП , ’о^оо со o id X j - d u а u o iii/о и w i u f f -C S c s c s SS со rh I - I со чігоіи а о а п і/ о и ue o ir o iih ^ ^ -т£ючіг<£ c s r-< •^^CSCSCSfOlOiOiOvOCOCO r00IOc sC - jO ", ) CO C S C S CO -C S 1 1 0 O l CS CS i ^ O S CO C S C S 1— ' C O -T—t О О (M 1— O l - 0 0 t=t СО .« 1 4 1— I"-« 10 - 0 5 h - C O C S CO h-~ 1—t t-—r-4 1—1f— « r— < -C O C O '+ С О ^ ^ О ІМ Ю Ю Ю О ) Ь '- Н Я І1 0 ІН CE DODHIfOU OlTDIIh lOLOCSCSCSCS’^'^'LO^,^t'^t< ^ CO 0 0 CS CS - —о «=;2 ci - о 00 05COсC SOl CS CS - - t - Ю 1 T—. H а CS CS ^ ip - ^ ^ . o f СО О O l O l O l CS ^ c o CO . CO GO 1Г" - 1"-* 1--Г r - ‘ C S r —t C N C S C S C S C O C S — ■>— ' — e»N PH ^ _C O 0 5 CJ l=t - г-С О -c o t ^ co" o o - - o fc o — »—l ' —' — C O l - - ’— > — О І Ю - cd ■ cd m ra • O *f-0)’S4 *0H0) f-ÿ Hÿ f-5T fcd *-• cd cd ^ cd e s e s m S c S c SC-1 e U q U rçU cU trU c-u «3 « H ca и— 5g S.B *=c < X < X < x < x <x < x . X . X ■X .X . X . X g xсоg xсоS Xя S Eо ^ Eиg Xm .а> . а . <D . а> . <U . OJ < u < u <<J<U<U<CU tfOJ СО ю 05 1-Н ЬLO О) г—< со ю 05 1-и со со 05 т—< ч* СО 05 1-Н ю со 05 П р и м е ч a и и е. Выделены даты одноименных поливов, расхождение между которыми по двум методам выходит за пределы 6 дней, или даты тех поливов по методике СевНИИГиМ, которым нет одноименных в рас­ чете по методике .А. М. Алпатьева. Сопоставление сроков полива, рассчитанных по методике А. М. Алпатьева и по методике СевНИИГиМ (при нормах полива по 20 мм) я с ш ш /о и
л . . . » висймо от общей увлажненности года (считая по числу поливов). Вместе с тем в большинстве случаев даты поливов по двум методикам совпадают. Анализ всех случаев существенных расхождений (подчеркнуты в таблице) показывает, что уменьшение числа поливов на один при расчете по методике биоло­ гической кривой (по сравнению с расчетом по методи­ ке СевНИИГиМ) объясняется недоучетом водоотведе­ ния через осушительную сеть (или вообще за пределы расчетного слоя почвы). Считая на основании изложенного, что методика СевНИИГиМ имеет достаточное и разностороннее под­ тверждение, приведем примеры ее практического при­ менения как для целей проектирования, так и для це­ лей правильной эксплуатации уже построенных ороси­ тельных систем. ПОЛЕВЫЕ ОПЫТЫ ПО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОМУ ОБОСНОВАНИЮ ПОЛИВНОГО И МЕЖПОЛИВНОГО ИНТЕРВАЛОВ Уменьшение числа поливов в начале или в конце вегетационного периода (или объединение их), то есть сокращение поливного периода, в сочетании с одновре­ менным удлинением межполивных интервалов приво­ дит к отрицательным результатам. Обследования СевНИИГиМ в ряде хозяйств под Ленинградом (Я. 3. Шевелев) и Новосибирском (А. А. Тилк) показа­ ли, что при проведении одного-трех поливов за сезон вместо необходимых пяти—семи, получали урожай капу­ сты 200—250 ц/га даже при высоком агрофоне. В таких же условиях, но при четырех—пяти поливах урожаи бы­ ли 300—480 ц/га. Все факторы, влияющие на урожай при уменьшении количества поливов против оптимального, в условиях хозяйств учесть трудно, так как при варьировании ве­ личинами межполивного интервала часто меняются и величины поливных норм. Сокращением числа поливов или увеличением межполивного интервала в условиях полевого опыта можно моделировать не только условия и уровень производства в отдельных хозяйствах, но и условия наиболее рационального использования полив­ ной воды при ограниченных водных ресурсах. 6* 83
Модельные опыты, проведенные нами ранее под Ле­ нинградом, были продолжены А. А. Тилком в 1967 — 1968 гг. на участке орошения Новосибирской плодовоягодной опытной станции (бывший совхоз «Тельменский») со следующими вариантами: I — расчетный режим полива при определении сро­ ков их проведения по методике СевНИИГиМ (все поливы); II — без первого, идущего вслед за приживочным (послепосадочным) и последнего поливов; III — без первого полива; IV — без последнего полива; V — без двух первых поливов; VI — без двух последних поливов; V II— увеличение расчетного межполивного интерва­ ла на 2 суток; VIII — увеличение межполивного интервала-на 4 суток; IX — увеличение межполивного интервала на 6 суток. Опыты проводились с капустой сорта Слава при по­ ливах установкой КДУ-55М в четырехкратном повто­ рении. I Во избежание перетекания воды с площади одной делянки ( Юх Ю м) на другую каждая из них огражда­ лась валиками высотой 20—25 см по периметру. На тех вариантах, где наступал момент проведения полива, дефлекторные насадки оставались открытыми, на всех прочих ставились заглушки. Поливы проводились в тихую погоду со скоростью ветра не выше 2 м/с (ут­ ром или вечером). Опыты 1967 и 1968 гг. проводились на соседних уча­ стках с одинаковыми почвенными условиями (почва лугово-аллювиальная, по механическому составу — тя­ желый суглинок, уклон участков до 0,003—0,005). Вегетационные поливы назначались по метеорологи­ ческим показателям по изложенной ранее методике (по осадкам и температуре воздуха). Следует особо отме­ тить, что в среднем за 4 года (1964—1967) на участках совхоза, где поливы проводились по методике СевНИИГиМ, урожай капусты был 402,6 ц/га, а на участках, где сроки полива определялись по показателям влажности почвы,— 393,3 ц/га, то есть урожаи были практически одинаковыми. Необходимые для прогнозирования сроков поливов данные по среднесуточной температуре воздуха опреде­ 84
лялись ію термографу, установленному на орошаемоід участке. Величина осадков определялась по дождемеру, норма полива — по времени работы дождевальной уста­ новки с контролем по дождемерным сосудам на конт­ рольных площадках. Для определения сроков поливов по методике СевНИИГиМ составлялась цепочка переносов, которая представляет собой графическое изображение приходарасхода влаги полем. В такой график заносятся сле­ дующие параметры: среднесуточная температура возду­ ха за каждый прошедший день, осадки, норма полива. При выпадении осадков или проведении полива прово­ дится ежедневная корректировка срока последующего полива в зависимости от температуры воздуха. При на­ ступлении момента, когда при осредненных за пред­ дождевой или предполивной период температурных ус­ ловиях происходит испарение выпавшего ранее слоя дождя или нормы полива, назначается следующий полив. ’ Количество поливов, оросительные нормы и урожаи по вариантам опыта в 1967—1968 гг. приведены в таб­ лице 22. Оросительные нормы приведены с учетом испа­ рения дождя в воздухе при поливах (оросительные нор­ мы нетто). При сравнении параллельных вариантов двух лет наблюдений оказывается, что в 1967 г. на вариан­ тах I—VII было проведено на два полива, а VIII—X — на один полив больше, чем в 1968 г., что объясняется в первую очередь разными сроками высадки рассады по годам. Условия увлажнения естественными осадками были примерно одинаковы в оба года: в начальные фазы раз­ вития (июнь 1967 и июль 1968 гг.) растения были хоро­ шо обеспечены влагой, засушливые периоды сменялись дождливыми через 10—20 дней, довольно частые дож­ ди отмечены при похолоданиях в завершающие фазы вегетации. Достоверность различия урожаев по вариантам опы­ та была выявлена математической обработкой данных методом дисперсионного анализа. Точность опыта (от­ носительная ошибка средней) была для опыта 1967 г. 2,7%, для 1968 г. — 4,1!%. Фактически значения крите­ рия существенности по годам соответственно равны 76,3 и 66,2, что превосходит теоретическое значение (/эо.о = = 2,25). Наименьшая существенная разность урожаев 5 85
та та о см ZS Я Е? 50 та Н <и Эффективность различных режимов орошения капусты в 1967— 1968 гг. о, О 86 CJ /П ‘ПСЖОсЬС 05t> N- ^ О ^н CO СМСМ СОt-^^ СОО'Ф’Ф ^ О сососо соCMсо СЛ/сИ ‘CJVCIOH ШШПѴЭІИЗОСІО оо Ю Юю Nю Olю СМюN ЬСМЮ^СОтм Н г Н М Н і —<Н ÔÔ К- ôÔ о" таг (М СО ю" (М ю о о ю см ю о см со ■ —' »-H оопиѵ -OU ОЯІЭОЬШ/ОЯ NiO0 COlOlO ю CJ/П 'уЕЖО(Ц ТМ/&П ‘CIHIÎOH іи п п іг г и н э о с іо C j / n *ЦПЖОсМ C J /LW ‘ СІЧІІОП и в и я іг э іи э о с іо QOfl -HL'OU о а х э э м ш о н ю -ф ю со г-1 CO^ONOO о »—Гг-но ІОCM Ö О ^ 05СОСО Ю СО <М(МСМ *-*(М см со СО ю 05* h-T І—I '- с I г-мн о5 Q Q о О О ойоюою О та}*<М ’ —•о о ю5 0 о to 00 О СО goaiiLOU О Я Ю О Ы П т Л •4 <М со <м СО ^ Ю lO ^ t". H û o q o со со"—Гта^іС смГ та$та}4 ю-Н Г со •X- 1—1 та*4 та*4" см" о" см см t> r СО СО 0 5 О г-н ю СО с о с о СО со о о о ооо О Ю ІО О Ю О 0 5 r f t*- СО Ю с о s S rj* (М CO CO b - t - - СО СО со Ю Ж о юо с СО Я ж . я 33 я 05 о с . Полив при посадке. Я
при 5%-ном уровне значимости для тех же лет соста­ вила 27,5 и 26,2 ц/га. Оценка достоверности отличия урожаев приведена в таблице 23, из которой видно, что в каждый год наблю­ дений несущественное различие, а значит, и примерно одинаковые урожаи получены на следующих вариантах: III (без первого полива), IV (без последнего полива), II (без первого и последнего поливов), VI (без двух последних поливов). В условиях 1967 г. получена несущественная разни­ ца в урожаях на контроле и на варианте увеличения межполивного интервала на 6 суток. Сравнение этих же вариантов по данным 1968 г. подтверждает, что зна­ чительное увеличение межполивного интервала значи­ тельно уменьшает эффект от орошения. В 1968 г. получены примерно одинаковые урожаи (в пределах ошибки опыта) на вариантах I, III и IV. Это говорит о том, что в условиях холодного лета и осени при значительных весенних влагозапасах отсутствие первого и последнего поливов отражается незначитель­ но на урожае капусты. Аналогичный вывод можно сделать по данным уро­ жаев на вариантах II и VII, VI и VII, V и VIII. Из та­ кого попарного сравнения следует, что увеличение Т на двое суток отражается на урожае примерно так же, как отсутствие двух поливов (первого и последнего, или двух последних) ; отсутствие же первых поливов сказывается на снижении урожая в большей степени и равнозначно увеличению Т на 4 суток. Сходство условий влаго- и теплообеспечения капу­ сты в 1967 и 1968 гг., а также примерно одинаковое воздействие различных схем орошения (по данным уро­ жая) позволяют провести экономическую оценку опы­ тов в среднем за два года (табл. 24). Срок окупаемости рассчитан для двух случаев ка­ питальных затрат: для конкретной системы, на которой проводились опыты (320 руб/га), и для некоторой рас­ четной системы, стоимость 1 га поливной площади ко­ торой является средней, по проектам орошения дожде­ ванием, выполненным экспедициями Ленгипроводхоза в последние годы (1000 руб/га). Из данных таблицы 24 следует, что наибольший эко­ номический эффект можно получить лишь при полном ^блюдении расчетного режима орошения, Отклонения 87
Разница урожаев (ц/га) и существенность их различия по вариантам опытов (1967— 1968 гг.) Sf Я 00 Ù со С П со О) 1S5 S со et со П р и м е ч а н и е . В числителе показана разница урожаев сравниваемых вариантов, в знаменателе — сущест­ венность различия; С — различие существенное, НС-г-различие несущественное. Л
Т а б л и ц а 34 Варианты орошения I (все поливы) II (без первого и последнего) . . . III (без первого) IV (без последнего) V (без двух первых) VI (без двух последних) . . . . VII (увеличение Т на 2 суток) . . . VIII (увеличение Т на 4 суток) IX (увеличение Т на 6 суток) . . . Дополнительный чи­ стый доход от ороше­ ния, руб/га Экономические показатели различных схём Орошения капусты в 1967—1968 гг. 1016 Срок окупаемости (голы) при капи­ тальных затратах 320 руб/га 1000 руб/га До одного года (0,3) До одного года (0,98) 702 889 916 422 До До До До (0,5) (0,4) (0,4) (0,8) 1.4 1.2 1.1 2,4 700 До одного года (0,5) 1.4 620 Д о одного года (0,5) 1,5 298 40 одного одного одного одного года года года года U 3,4 8,0 25,0 от расчетного режима в той или иной мере уменьшают величину чистого дохода, но обеспечивают все же оку­ паемость затрат в нормативный срок, исключая тот случай, когда межполивной интервал значительно уве­ личивается (до 12 и более суток). В этом случае срок окупаемости достигает 8—25 лет, в зависимости от ве­ личины капитальных вложений. Очень важно (см. дан­ ные по варианту V) своевременно начинать поливы. Следует отметить, что пропуском одного-двух по­ ливов в начале или конце вегетационного периода (или при сочетании этих случаев) обеспечиваются бо­ лее удовлетворительные условия развития растения. В самом деле, в начале вегетационного периода почти ежегодно запасы влаги в почве после снеготаяния по­ полняются до предельной полевой влагоемкости, в кон­ це же периода вегетации из-за похолодания расход влаги значительно уменьшается. 89
Описаніше опыты являются моделью, полностью объясняющей причины недостаточно высокой эффектив­ ности орошения во многих даже пригородных хозяйст­ вах зоны. Увеличения межполивного периода можно, вероятно, достигнуть повышением норм полива. Однако наиболее распространенными в пригородных хозяйствах дальнеструйными дождевальными установками ДДН-45, ДДН-70 с высокой интенсивностью дождя и большой неравномерностью его распределения по площади по­ дать на орошаемый участок норму свыше 200—300 м3/га без предварительной планировки и рыхления почвы не­ возможно. На основании изложенного можно сделать вывод, что максимальный экономический эффект от орошения можно получить лишь при полном соблюдении расчет­ ного режима поливов в течение всего поливного перио­ да. Примерно одинаковая эффективность каждого из поливов подтверждается равной долей участия их в по­ вышении урожая (50—60 ц/га на каждый полив). Таким образом, определив на основании полевых опытов необходимость соблюдения расчетных сроков полива, целесообразно в расчетах на ЭВМ находить статистические характеристики межполивиых интерва­ лов. Межполивные интервалы наряду с нормами поли­ ва — основные искомые параметры при расчете режима орошения и на стадии проектирования и при эксплуата­ ции оросительных систем. Для получения на стадии проектирования статистически достоверных данных и соответствии с рекомендациями М. И. Будыко и Л. А. Дроздовой необходимо вести расчеты за 20—25 вегетационных периодов. Методика ЕЗП является существенным упроще­ нием методики СевНИИГиМ. Поэтому в последние годы повторялись опыты по проверке ее производ­ ственной применимости в разных районах нечернозем­ ной зоны. Так, в 1967—1970 гг. в пригородной зоне Ир­ кутска были проведены исследования режима орошения ранней капусты и раннего картофеля на орошаемых участках совхоза «Тепличный» и учхоза «Молодежный» (А. Г. Власенко и Г. П. Бурштейн), которые подтвер­ дили хорошее совпадение сроков полива, определенных по методике ЕЗП, с поливами, обеспечившими наиболь­ шую эффективность орошения (данные по картофелю -см. в табл. 25). 90
25 Т а б л и ц а Засушливые периоды по фазам развития 15 і(і) 1969 2 3 -2 8 25 3(3) 8 1970 1 0 -1 5 15 1(1) 15 Примечание. расчетное фактическое і(і) среднее число дней в пе­ риоде 13 15 2 2 3 3 2 2 15 норма (м^/га) и дата проведения полива 15 Поливной режим число поли­ вов | число перио­ дов и поливов 1(1) общее число дней 1967 1 0 -1 5 15 Годы общее число дней от начала клубнеобразования до тех­ нической спелости среднее число 1 дней в пе­ риоде от всходов до начала образова­ ния клубней число перио­ дов и поливов Периоды без осадков слоем более 5 мм/суткн, дней Сопоставление числа засушливых периодов и поливов в опытах по орошению раннего картофеля в пригородной зоне Иркутска (Г. П. Бурштенн, А. Г. Власенко) 3 0 0 -1 6 /VI 350—26/ѴІ .277—3/VI 421—17/Ѵ1 314—27/ѴІ 300—24/ѴІ 300—15/ѴІ В скобках показано число поливов. Еще одной проверочной «точкой» для методики СевНИИГиМ на территории Нечерноземной зоны мож­ но считать опыты А. Я. Ершовой (УралНИИВХ, 1967— 1970 гг.) по орошению ранней и среднепоздней капусты. Опыты проводились на дерново-подзолистых почвах среднего Урала. Поливы назначались по показателям влажности почвы. Сопоставление фактических сроков и норм полива с расчетными (по методике СевНИИГиМ), проведенное после завершения опытов (в 1971 г.}, пока­ зало хорошее совпадение. Фактическое и расчетное чис­ ло поливов совпало полностью, а сроки различались на 1—3 дня. Причем совпадение сроков полива, проводив­ шихся по показателю влажности почвы, со сроками, рассчитанными по методике СевНИИГиМ, оказалось наилучшим при учете внутрипочвенного стока за пре­ делы расчетного слоя почвы по зависимости C = f ( P ) . Сопоставление фактических и расчетных оросительных норм и величин внутрипочвенного стока на опытных участках представлено в таблице 26. Исследования по орошению раннего картофеля на щщаденнщ почвах э Приморском крае (К. А. Серов, 81
Таблица 26 Оросительные нормы и величины внутрипочвенного стока, м3/га (по данным А. Я- Ершовой) 1970 г. J 1969 г. 1968 г. 1969 г. Фактические Рассчитанные по методике СевНИИГиМ на ЭВМ «Наири» 1967 г. 0<00 700 690 680 1350 1050 500 596 450 735 700 700 1260 1190 610 610 460 1967 г. Показатели Сток 1970 г. Оросительная норма П р и м е ч а н и е . Фактический виутрипочвениый сток определял­ ся методом водного баланса. 1968—1971 гг.) также могут служить, подтверждением правильности расчетов по методике СевНИИГиМ. В таблице 27 указаны значения межполивных ин­ тервалов различной обеспеченности в июле, полученные в результате расчетов поливов по данным метеостанции «Владивосток» на ЭВМ «Наири». Т а б л и ц а 27 Расчетные значения межполивных интервалов (сутки) в июле при двухстороннем регулировании (по данным метеостанции «Владивосток» при обработке на ЭВМ «Наири») Поливные нормы (нетто). 15 Обеспечешгасть, 56 50 75 95 MAI 40 27 Зависимости водоотведения е 1 а,и о о о 5 -6 3—4 3 -4 5 -6 3 -4 3 -4 5 -6 3 -4 3 -4 Ё £ О II 1 Û, и ST о 1 Е 1 II о. Q, ѵС О О О О 1 5 -1 6 1 7 -1 8 1 1 -1 2 2 1 -3 0 31—40 4 1 - 5 0 9 - 1 0 9 - 1 0 7 - 8 1 7 -1 8 1 5 -1 6 1 5 -1 6 7 -8 7 -8 7 - 8 1 1 -1 2 13—14 1 3 -1 4 П р и м е ч а н и е . Все значения получены с эмпирической кри­ вой обеспеченности. При поливах по 200 м3/га, что соответствует полив­ ной норме нетто 150 м3/га, в сильно засушливые годы межполивной интервал равен 3—4 дням. В средний год 92
(50% обеспеченности) межполивной интервал равен 5—6 дням без учета водоотведения избыточной влаги за пределы расчетного слоя почвы (С = 0 ), в засушливые годы при поливах по 350—400 м3/га (нетто — 270 м3/га) межполивной интервал равен 7—8 дням. Аналогичные данные получены К. Я. Серовым на ос­ новании полевых опытов. В заключение параграфа следует указать, что «рабо­ тоспособность» методики СевНИИГиМ проверена в диа­ пазоне температур воздуха 12—27° С без учета возмож­ ного подпитывания корнеобитаемой зоны близкораспо­ ложенными грунтовыми водами. Влияние УГВ можно, вероятно, учитывать поправочными коэффициентами (например, по И. А. Шарову) к нормам полива. ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ И ОСУШЕНИЯ НА ЭВМ «НАИРИ», «МИНСК-22», «РАЗДАН» Использование электронно-вычислительных машин для расчета режима орошения и осушения по изложен­ ной методике позволяет вести обработку суточных зна­ чений метеорологических элементов за многолетние ря­ ды. Можно рассчитывать режимы увлажнения за прош­ лые годы, чтобы получить статистически достоверные данные для проектирования, или по ходу метеорологи­ ческих элементов в конкретном вегетационном периоде прогнозировать срок полива. Во втором случае прогноз о надвигающихся осадках имеет большое значение. Рас­ смотрим общие принципы составления программ расче­ та для ЭВМ без учета возможного прогнозирования осадков. 1. Величина поливной нормы в первуір очередь оп­ ределяется свойствами почвы. Различные растения на одной и той же почве начи­ нают увядать практически при одной и той же влажно­ сти почвы [30]. Следовательно, предполивную влаж­ ность почвы можно в первом приближении определять не видом растений, а типом почвы. Предельная полевая влагоемкость определяется также типом почвы. 2. Момент необходимости полива определяется сро­ ком испарения запасов почвенной влаги (и пополняю­ щих эти запасы осадков) до нижнего предела опти­ мальной влажности почвы. 93
Скорость испарения влаги из почвы при двухсторон­ нем регулировании водного режима и поддержании влажности на уровне от 0,6 до 1,0 ППВ определяется по простой связи от температуры воздуха. Выпадающие осадки соответственно отодвигают сроки поливов. 3. Начало расчетного периода для каждого года оп­ ределяется переходом среднесуточной температуры воз­ духа через определенную величину. Причем, если в даль­ нейшем среднесуточная температура будет в течение некоторого периода ниже, поливной период не прерыва­ ется. В данном случае принимаем аналогично С. М. Алпатьеву, что к этому моменту влажность почвы равна предельной полевой влагоемкости. Для юга Украины С. М. Алпатьев [5] за начало отсчета принимал дату перехода температуры воздуха весной через + 5° С. Для условий нечерноземной полосы более приемлем переход через + 1 0 °С. Так, по данным Агроклимати­ ческого атласа Ленинградской области, переход средней суточной температуры воздуха через 10° С весной в районе станций Тихвин и Белогорка отмечается в сред­ нем 15—20 мая. Запасы продуктивной влаги на пашне в это же время в слое 0—20 и 0—50 см соответствуют примерно ППВ. Средиемноголетние даты близкого соответствия пе­ рехода температуры воздуха весной через определен­ ный «порог» и наступления ППВ почвы необходимо устанавливать по агроклиматическим справочникам для каждой области и почвы. Поэтому дата начала рас­ четов на ЭВМ является переменной и определяется заранее. 4. К моменту начала расчетного поливного периода в почве находится соответствующая данному типу поч­ вы и заданной расчетной мощности почвенного слоя норма полива. Поэтому срок первого полива опреде­ ляют в зависимости от выбранной по почвенным усло­ виям нормы полива и температуры воздуха (по пред­ ложенной формуле). ч 5. Осадки не прогнозируются. Поэтому они могут во времени совпадать с поливами, причем в этом случае величина полива ие изменяется (не уменьшается). Такое допущение целесообразно, так как при этом моделируются действительные случаи совпадения поли­ вов с дождями. Введение же в программу расчетов на 94
ЭВМ зависимости Слоя стока от слоя осадков позво­ ляет определить и вероятностную величину характери­ стики избыточного увлажнения и осушения. 6. В расчет вводятся все осадки с любой интенсив­ ностью. В даннодо случае мы отступаем от принятого в ме­ тодике единичных засушливых периодов нижнего пре­ дела учитываемых осадков 5 мм/сутки, так как, с одной стороны, возможности ЭВМ позволяют отказаться от такого упрощения, с другой стороны, в разных климати­ ческих и почвенных районах нечерноземной полосы ниж­ ний предел учитываемых осадков различен. Осадки вво­ дятся в расчет с поправочными коэффициентами (месяч­ ными) на «ветровой» недоучет по рекомендациям ГГИ. 7. Межполивной период определяется в расчетах на ЭВМ по зависимости Т — Н7+(27,5-^П 5 Т — межполивной интервал, в днях; W — суммарный расход влаги за межполивной пе­ риод, мм; 2ю— среднесуточная температура воздуха за меж­ поливной период, °С. Расход влаги за день определяется исходя из этой же формулы: W, ЛИ?, = где ^ + ( 2 7 , 5 —/°) 5 Причем для первого дня после полива f = J 7 ) Wx= m + P u ni — норма полива, мм; Р і — величина осадков за первый день, мм; t0-i — среднесуточная температура воздуха за пер­ вый день, ° С. Расход влаги за второй день Г2 LW , =■ где Ц73+ ( 2 7 ,5 - /° ) 5 где и т. д. 95
Очевидно, следующий полив необходим тогда, когда Запас влаги в почве №=Wniin- Определим минималь­ ное значение запаса влаги в почве І^тіп, рассматривая значение расхода влаги за одни день 'Д Ц /= . - w . _ _ - 5 [U /+ (2 7 ,5 -P )] _ ~~№ Ч-(27,5-/°) .5 _ 5 (2 7 ,5 -/°) (27,5- __ g _ W + ( 27,5-7°) F) 5(27,5—/°) ll7 + (2 7 ,5 -F ) Причем /(/) меняется в зависимости от температуры и при /°=27,5° равно нулю. Исходя из этого, принимаем U^mm= 5, то есть если запас влаги к началу расчетного дня менее 5 мм, необходим полив (что выполняется на ЭВМ автомати­ чески при одной из трех заданных норм — 20, 40 или 60 мм). При совпадении осадков с поливом по времени или при выпадении осадков большой интенсивности полез­ ная влагоемкость почвы (принимаемая нами равной ППВ и равной поливной норме) может быть превыше­ на. При этом начинается сток (сброс) влаги за пределы расчетного слоя почвы. Величина сброса С в этом случае определяется на конец расчетного дня из выражения C = W i-m , причем W^ Wt - 1 + P ^ b Wt , где Д W. = ------ Wi-1+Pi------\7 /_ 1 + Я г+ (27,5-Т °) 5 (величина запаса влаги в почве к концу суток при сбро­ се принимается равной ППВ или величине нормы по­ лива). В соответствии с задачей расчета испарения за каж­ дые сутки в виде исходных данных в ЭВМ вводились 96
средняя за каждые сутки температура возДуха и су­ точные величины осадков. Причем, как уже указыва­ лось, каждая величина осадков вводилась с месячными поправочными коэффициентами по таблицам ГГИ. Расчет на ЭВМ велся для каждой из трех поливных норм (20, 40 и 60 мм) в трех вариантах: 1) величина сброса избыточной влаги (сверх ППВ) при совпадении поливов с дождями определяется в за­ висимости от суммарного слоя осадков и полива по эм­ пирической формуле, полученной в полевых условиях C = f(P ); 2) сброс избыточной влаги осуществляется за одни сутки (требования технических и овощных культур), если величина остатка влаги к концу дня превышает поливную норму: С — Р — т. В этом случае запас влаги в почве к началу следую­ щих суток принимается равным поливной норме; 3) сброса избыточной влаги нет (на хорошо окуль­ туренных, структурных почвах с мощным корнеобитае­ мым слоем) : С=0. В этом случае остаток влаги к кон­ цу суток приравнивается к запасу влаги на начало следующих суток. На ленте печатающего устройства в соответствии с заданной программой после расчетов на ЭВМ «Наири» получаем: даты вегетационного периода, дату перехода среднесуточной температуры воздуха через 10° С, срок (дату) каждого из поливов (на ленте печатается ин­ тервал времени между этим поливом и предыдущим), величину сброса избыточной (сверх ППВ) влаги. Ука­ занные данные печатаются для трех случаев сброса и трех норм полива. Дальнейшая обработка полученных за каждый веге­ тационный период на ЭВМ «Наири» данных заключа­ ется в составлении таблиц повторяемости для опреде­ ления обеспеченных величии числа поливов, межпо­ ливных интервалов, модулей стока (мм/сутки). Пример расчета за период 1 мая — 10 июня 1962 г. по ГМС «Горький» приведен в таблице 28, где пред­ ставлена часть ленты печатающего устройства. В пер­ вой колонке печатаются календарные даты вегетацион­ ного периода, начиная с перехода среднесуточной тем7 Д. Б. Циприо 97
< о со Т а б л и ц а 2Э начало 1 2 3 4 5 4 4 6 7 1 8 9 10 1 7 11 3 10 12 1 13 14 15 # іб 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 3 4 5 6 7 8 9 10 4 2 1 1 1 22 29 4 6 4 3 5 2 .. . s 11 2 18 4 2 7 9 4 I от «=60 межполнвной .интервал межполивной интервал межполнвной интервал сброс 4 межполивной интервал сброс 4 т= 20 о С=0 60 т = ІО сброс т = 20 j межполнвной интервал от« 60 сброс межполнвной 1 интервал сброс межполнвной интервал сброс межполнвной интервал 6 О 04 II Дата С = Р —т т —40 а С = / (Я) (метеостанция «Горький», 1962 г.) межполнвной интервал Пример расчета режима осушения и орошения на ЭВМ «Наири»
пературы воздуха через +10° С (в данном случае уже до 1 мая была зафиксирована такая температура, по* этому начало отсчета отнесено на начало расчетного ве­ гетационного периода). Во второй и третьей колонках печатаются величина межполивного интервала (в днях) при поливах по 20 мм, отнесенная на дату последующего полива, и ве­ личина сброса на дату сброса (в мм). В колонках 4—7 печатаются в такой же последовательности аналогич­ ные данные, только при нормах полива по 40 и 60 мм (брутто). Значения в колонках 2—7 относятся к рас­ четам при C = f ( P ) . В колонках 8—13 печатаются дан­ ные соответствующих расчетов при С = Р — т, в трех по­ следних колонках — только величины межполивных ин­ тервалов на даты поливов (так как С = 0). Таким образом, результаты расчетов на ЭВМ «Наири» наглядно представляют режим орошения и осуше­ ния при двухстороннем регулировании водного режима почвы за каждый конкретный расчетный год (или пе­ риод в году). Однако для получения статистически до­ стоверных результатов требуется дальнейшая «ручная» или «машинная» по соответствующим дополнительным программам обработка полученных материалов за 20— 25 лет [12]. Представление о направлении дополнитель­ ной разработки полученных на ЭВМ «Наири» материа­ лов' дает таблица 29. В данном случае на ленту печа­ тающего устройства после расчетов на ЭВМ «Мииск-22» выведены: 1) межполивные интервалы различной обеспеченно­ сти (25, 50, 75, 90, 95%), при трех нормах полива (20, 40, 60 мм), при трех заданиях по водоотведению [ C —f( P ); С = Р — т; С = 0], для каждого из пяти меся­ цев вегетационного периода (V, VI, VII, VIII, IX); :2) величины отведения избыточной влаги различной обеспеченности (5, 10, 25, 75%) при тех же условиях, что и в п. 1; 3) число поливов в годы различной обеспеченности орошением (25, 50, 75, 90, 95%) при тех же условиях, что и в п. 1 для любых пяти культур (то есть для лю­ бых пяти периодов). Блок-схемы и программы расчета режима орошения и осушения на ЭВМ «Наири», «Минск-22» при двухсто­ роннем регулировании влажности почвы помещены в приложении. юо
Т а б л и ц а 29 Расчет режима орошения и осушения на ЭВМ «Минск-22» (ГМС «Калинин») Число лет—23. Температура начала поливного периода—10°С. Поправочные коэффициенты к осадкам—V— 1,13; VI—1,08; VII —1,07; VIII— 1,09; IX—1,13. Нижняя граница эффективных осадков—0,0 мм. Межполивные интервалы различной обеспеченности, сутки С = /(Р ) Обеспечен* иость, % т= 20 е £ В О т= 60 т= 40 S £ О в О £ D £ Е О О II О В О И О 19,5 20,0 17,2 12,0 10,8 10,4 24,5 125,0 20,0 20,0 15,7 • 16,0 15,1 15,0 14,5 14,6 24,5 20,0 15,7 15,0 14,5 34,0 25,0 13,0 9,5 9.1 35,9 31,7 23,1 15,1 14,0 35,8 31,0 19,5 15,2 14,5 36,2 31,7 18,2 14,9 12,9 іГ о 1 О Май 25 50 75 90 95 13,5 8,5 6,5 5,6 5,3 13,5 7,7 6,1 5,4 5,1 13,0 8,0 6,4 5,6 5,3 22,4 17,5 12,2 10,8 10,4 25 50 75 90 95 18,8 10,2 7,4 5,7 5,3 13,2 8,4 6,2 5,2 4,7 25,0 11,0 7,2 5,6 5,3 34,0 20,0 12,0 9,9 9,2 25 50 75 90 95 17,5 9,5 5,6 5,1 4,6 12,7 7,6 5,6 5,0 4,5 24,6 9,5 6,4 5,1 4,4 33,0 14,7 10,7 9,4 9,1 21,0 13,5 10,0 8,6 7,8 34,5 16,0 11,2 9,3 8,3 42,6 31,5 17,1 14,4 13,9 40,2 26,5 14,6 12,6 12,3 46,2 34,0 17,5 13,8 12,9 25 50 75 90 95 23,0 10,0 6,2 5,3 5,0 13,8 7,8 5,7 5Д 4,6 22,2 7,5 5,7 5,2 5,1 Авг уст 36,7 33,5 20,5 16,0 9,7 10,5 8,6 9,1 8,3 8,6 32,2 15,7 9,9 9,2 8,9 44,5 28,0 14,5 12,9 12,4 49,2 28,5 14,7 13,3 12,9 36,5 22,5 13,9 12,7 12,4 25 50 75 90 95 23,7 16,5 8,1 7,2 6,8 15,0 11,2 7,3 6,4 6,0, 25,2 12,2 7,9 7,1 6,7 Сентя брь 31,2 31,2 22,7 24,1 12,9 14,7 11,8 12,1 11,4 10,6 38,0 24,0 12,7 10,8 10,4 62,5 34,0 24,5 17,2 15,7 35,2 31,5 23,7 15,9 15,6 80,4 39,0 24,5 18,1 17,0 іб ,б 12,5 10,9 10,4 И ю нь 26,5 15,0 П,2 9,8 9,2 И ю ЛЬ ЮІ
Продолж ение /71 = С = / (Р ) о Обеспечен­ ность, % to D Отведение избыточной влаги различной обеспеченности, мм/сутки с ;= ІГ -я г С = /(Р ) 60 40 С - \Ѵ—т C=f (P) C = \V - m Май 5 10 25 50 75 4,4 2,5 0,9 0,2 0,1 16,5 11,0 5,8 2,3 1,3 5,1 3,4 1,2 0,2 0,1 21,7 14,0 6,4 2,6 1,0 5,2 3,9 1,2 0,4 0,1 21,9 16,9 10,2 4,0 1,2 20,4 16,9 8,4 3,3 0,8 8,6 3,9 1,3 0,3 0,1 30,9 18,9 12,1 5,3 0,7 7,1 34.3 22.3 9,6 5,2 1,4 Июнь 5 10 25 50 75 6,0 3,4 1.2 0,3 0,1 22,1 13,6 6,2 2,4 0,9 6,8 3,5 1,2 0,4 0,1 Июль 5 10 25 50 75 6,2 3 ,4 1,2 0 ,3 25 ,3 0,1 1,1 17,1 8,3 2 ,8 5,6 3,7 1,4 0 ,4 0,1 36 ,8 23,8 13,4 4,8 1,8 4,2 1,5 0 ,5 од Август 5 10 25 50 75 6,4 3,4 1,2 0,2 0,1 20,9 14,6 6,8 2,4 U 6,9 3,8 1,5 0,3 ОД 31,6 16,3 ' 8,2 2,1 1,1 8,1 3,7 1,8 0,3 0,1 31.2 26.2 10,5 4,7 19 ,3 13,9 8 ,4 2 ,3 3 ,4 2,0 1,0 1,1 0,1 14,0 13.5 10,3 2.5 0,9 0,8 Сентябрь 5 10 25 50 75 102 3,8 2,4 0,9 0,2 0 , 1, 17,1 12,3 6,5 2,5 . 1,5 4,2 2,7 0,9 0,4 0,1 о .з
Продолжение 5я О си II = О 3 II е IО)s Ё .1 1 о II и CJ О п о IX о и О 7 о О о о 04 га=40 s II Число поливов в годы различной обеспеченности орошением Е 1 £ II О II О II о Капуста ранняя (22/Ѵ—6/ѴІІ) 25 50 75 90 95 1,4 1,8 3,5 4,9 5,4 2,6 3,4 4,5 5,5 5,9 0,1 1,2 2,7 4,6 5,0 0,0 0,9 1,9 2,7 2,9 0,5 1,3 2,4 3,4 3,7 0,0 0,8 1,7 2,6 3,0 0,0 0,0 1.1 1,8 2,0 0,0 0,3 1,2 1,8 2,0 Капуста среднепоздняя (11/ѴІ—2/ІХ) 25 50 75 90 95 1,3 3,5 5,9 8,4 8,8 6,1 6,9 9,6 10,9 11,0 25 50 75 90 95 1,7 з.з 5,1 7,2 7,8 5,2 5,9 7,6 8,9 9,8 1,1 3,5 5,4 7,9 8,9 1,2 2,5 3,8 4,6 4,9 1,7 3,2 4,5 5,9 6,4 0,1 2,3 3,6 4,6 5,0 1,0 1,6 2,6 3,6 3,9 1,1 1,7 3,0 3,7 4,0 0,4 1,5 2,9 3,7 4,0 0,0 0,9 1,7 2,7 3,6 о,о 2,0 2,7 3,3 3,9 0,5 1,3 0,0 0,0 0,0 1,4 2,3 0,0 0,0 0,7 1,9 2,4 0,0 0,0 0,6 1,3 2,2 3,1 3,9 4,4 1,6 2,3 3,4 4,4 4,7 Свекла (4/ѴІІ— 15/ІХ) 2,1 3,6 5,6 7,3 10,1 0,2 1,6 3,1 4,2 5,6 1,9 2,9 3,7 4,6 4,9 1,4 2,4 3,4 4,6 6,1 2,2 3.0 4.0 Картофель (25/ѴІІ—31/ѴІІІ) 25 50 75 90 95 0,0 0,9 2,3 3,6 4,6 1,8 2,8 3,8 4,9 5,8 0,2 1,5 2,7 5,5 6,2 0,0 0,2 1,2 1,9 2,7 0,0 0,4 1,5 2,4 2,9 0,6 1,2 1,7 2,6 3,3 2,0 2,5 Травы (1/ѴІ— 10/ІХ) 25 50 75 90 95 1,4 4,1 6,7 9,4 9,8 7,4 8,9 11,6 12,9 13,8 1,7 3,7 6,7 9,6 9,9 1,9 3,1 4,7 6,2 6,6 2,8 4,1 6,0 6,6 6,8 1,1 2,2 4,1 5,6 5,9 103
ПАРАМЕТРЫ регулирований ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ ПО ДАННЫМ РАСЧЕТОВ НА ЭВМ (НА ПРИМЕРЕ КУЛЬТУРНЫХ ПАСТБИЩ ДЛЯ СЕВЕРО-ЗАПАДА СССР) Интенсивное пастбищное использование трав пред­ полагает их непрерывное и равномерное (с определенны­ ми отклонениями от среднего значения) отрастание в вегетационный период. Добиться этого можно только при равномерном и сравнительно обильном снабжении трав влагой и питательными веществами. Даже в ус­ ловиях влажного Северо-Западного района нечернозем­ ной полосы неравномерность выпадения осадков и недостаточность их в отдельные периоды вегетации ежегодно приводят к замедлению роста и развитию трав. Опыт показывает, что орошение трав при пастбищ­ ном их использовании наряду с хорошим уходом и пра­ вильным использованием повышает продуктивность культурного пастбища на 1,5—3 тыс. кормовых еди­ ниц. Себестоимость кормовой единицы прибавки от оро­ шения обычно не превышает 2—4 коп. Полная эффективность орошения культурного паст­ бища может быть достигнута только при рациональном поливном режиме. С одной стороны, важно правильно установить сроки и нормы отдельных поливов (режим орошения), обеспечивающие оптимальные условия рос­ та и развития трав. С другой стороны, полная эконо­ мическая эффективность от орошения в связи с усили­ вающимся дефицитом воды может быть достигнута только при ее рациональном использовании, то есть при оптимальном в данных условиях соотношении стоимо­ стей дополнительной продукции и израсходованной воды. Именно поэтому в расчетах на ЭВМ определялись значения числа поливов, межполивных интервалов, мо­ дулей стока разной обеспеченности (при расчетах на ЭВМ «Минск-22» для орошения — 25, 50, 75, 90, 95%, для осушения — 5, 10, 25, 50, 75%). Эти величины долж­ ны использоваться при технико-экономических расчетах к обоснованию проектируемых параметров орошения и 104
осушения по связям между водообеспечеиностыо и пла­ нируемым урожаем (см. главу 5). Ранее в этой же главе были рассмотрены материалы А. Я. Вуданса, подтверждающие возможность приме­ нить методику СевНИИГиМ для установления сроков и норм полива культурных пастбищ. Проанализируем опыты Л. А. Смирновой (СевНИИГиМ) по сопоставлению методов установления сроков полива культур под контролем влажности поч­ вы, которая может считаться эталонным показателем. Опыты были проведены под Ленинградом, так как по­ левые исследования по срокам полива в условиях Се­ веро-Запада имеют определенные методические зональ­ ные преимущества: здесь меньше микроклиматическое взаимодействие орошаемых и неорошаемых участков; периодически выпадающие дожди позволяют выявить эффективность орошения в условиях меняющейся по­ годы, что позволяет определить «помехоустойчивость» предлагаемых расчетных схем по режиму поливов; оро­ сительные нормы сравнительно невелики, что облегчает организацию и проведение поливов. На основании упомянутого полевые опыты были по­ ставлены по следующим схемам назначения сроков полива: Вариант 1 (эталонный). Поливы проводятся по по­ казателям влажности почвы (при достижении нижней границы оптимума). Вариант 2. Поливы проводятся в сроки, определяе­ мые по метеорологическим показателям (по методике СевНИИГиМ продолжительность испарения запасов влаги в почве от осадков и поливов определяется в за­ висимости от температуры в приземном слое воздуха). Вариант 3. Поливы проводятся через одинаковые ин­ тервалы. На варианте 1 за нижний порог влажности прини­ малась величина 55% от порозности (70% от предель­ ной полевой влагоемкости) в 30-сантиметровом слое почвы. На варианте 2 срок первого полива определялся по влажности почвы, а последующих — в зависимости от выпадающих осадков и температуры воздуха. На варианте 3 сроки поливов через определенные промежутки времени связывались с цикличностью ис­ пользования пастбища. При среднем периоде отраста­ »05
ния трав 25—30 дней и известной рекомендации начи­ нать поливы спустя 5—7 дней после стравливания ос­ тавшийся промежуток разбивался на интервалы по 9— 11 дней (в среднем 10 дней). Поливная норма каждый раз определялась как разность между возможным ис­ парением и осадками. Почва участка — дерново-подзолистая лесосуглини­ стая с мощностью пахотного горизонта 18—20 см. Верх­ ний корнеобитаемый слой почвы имеет кислотность 5,3, удовлетворительно обеспечен подвижными соединения­ ми фосфора (12—15 мг на 100 г почвы) и калия (8— 10 мг на 100 г почвы); содержание гумуса 2,5%. Удель­ ный вес пахотного слоя 2,59 г/см3, объемный вес — 1,37 г/см3, ППВ — 32%, порозность — 47% от объема. Дозы удобрений по годам: 1965 — N uoP soKm; 1966 — N P K ! 1967 — N PG K ; 1968 — N P боКэо* Травостой пастбища — разнотравно-злаковый. В 1965 и 1966 гг. сроки поливов на вариантах оро­ шения полностью совпали. В 1965 г. при 4 поливах (оросительная норма 120 мм) влажность 30 см слоя почвы не опускалась ниже 75%ППВ, то есть была оптимальной. На контро­ ле влажность почвы в отдельные периоды составляла всего 32% от ППВ. Общая прибавка от дождевания была 78 ц/га сырой массы (11,4 ц/га абсолютно сухого вещества) (табл. 30). В 1966 г. два полива при оросительной норме 60 мм обеспечили оптимальное увлажнение почвы па полив­ ных вариантах в течение всего поливного периода (с конца июля по сентябрь) — 75—80% от ППВ. За веге­ тационный период 1966 г. от поливов получена прибав­ ка 115 ц/га сырой массы травы (20,1 ц/га абсолютно су­ хого вещества). В 1967—1968 гг. сроки и нормы полива на орошае­ мых вариантах несколько различались, но прибавки урожая были примерно одинаковы. В 1967 г. основные поливы были проведены в июле, в третий цикл отрастания трав при общей норме ПО— 150 мм. В результате орошения была получена прибав­ ка 131 ц/га сырой массы (21,3 ц/га абсолютно сухого вещества) на варианте поливов по влажности почвы, 191 (27,3) н а варианте поливов по методике СевНИИГиМ и 128 (20,7) на варианте поливов через одинаковые ин­ тервалы. 1 3 5 106 6 0 9 0 2 1 0 0 9 0 1 5 0
Ё 1968 г. при орошении получена прибавка в сред­ нем по поливным вариантам 84 ц/га сырой массы (11,8 ц/га абсолютно сухого вещества). В среднем за 4 года по всем поливным вариантам получен примерно одинаковый урожай (323—342 ц/га сырой массы, или 62,6—64,4 ц/га абсолютно сухого ве­ щества). Аналогичные результаты получил А. Я. Вуцанс, который испытывал ту же схему поливов в усло­ виях Латвийской ССР. Таким образом, все испытанные методы назначения сроков поливов на пастбище ока­ зались равнозначными. Однако для практического ис­ пользования можно принять наиболее простую методи­ ку назначения поливов по данным об осадках и темпе­ ратуре воздуха — методику СевНИИГиМ. Для автома­ тизированных же систем в будущем большое значение будет иметь методика «доливов» через одинаковые ин­ тервалы с использованием для расчетов того же графи­ ка СевНИИГиМ (см. рис. 14). При этом испарение за декаду (или любой другой интервал) определяется из условия оптимальной влажности почвы за этот период и известной температуре воздуха. Монотонность и оптимальность увлажнения в тече­ ние вегетационного периода обеспечивает меньшие от­ клонения в урожаях трав по циклам отрастания от среднего. Равномерность выхода корма по периодам отраста­ ния трав на орошаемых пастбищах является одним из существенных преимуществ последних. Равномерность выхода корма по периодам отраста­ ния можно оценить по коэффициенту вариации: на оро­ шаемых вариантах, по данным Л. А. Смирновой, он ока­ зался равным 0,14—0,26, на неорошаемых — 0,2—0,4, то есть почти в два раза больше. Изложенные опытные данные показывают примени­ мость методики СевНИИГиМ для установления сроков полива по метеорологическим показателям и на пастби­ щах в условиях конкретных лет. Поэтому можно счи­ тать обоснованным расчет элементов режима поливов на ЭВМ по данным об осадках и температуре воздуха за ряд лет. Это позволяет при проектировании ороси­ тельных систем использовать статистически обос­ нованные величины. Проектные организации в настоящее время в боль­ шинстве случаев мощность насосно-силового оборудо107
Т а б л и ц а 3ft Урожайность культурного пастбища при дождевании, ц/га По данным СевНИИГиМ (Ленинградская область) Варианты опыта 1965 Контроль (без ороше­ ния) ............................ Поливы почвы г. 1966 г. 1967 г. 1968 г. 205 222 241 237 ' 226 242 48,5 45,4 47,9 46,8 47,2 42,8 283 337 372 69,2 299 323 471 55,6 62,6 81,0 318 57,2 342 444 64,4 76,5 334 64,0 465 80,2 по влажности 59,9 Поливы по методике СевНИИГиМ . . . Поливы через одинако­ вые интервалы Наименьшая существен­ ная разность для 5%-ного уровня значи­ мости (НСРоб) • в сред­ не»! за 19651968 гг. По данным А. Я. Вуцанса (ЛатвнГіская ССР) в среднем за 19671969 гг. 65,5 283 337 432 59,9 65,5 75,2 283 337 369 59,9 65,5 68,6 348 63,0 45 25 18 35 8,1 5,8 5,8 6,4 П р и м е ч а н и е . В числителе — урожай сырой массы, в знаме­ нателе — урожай абсолютно сухого вещества. вания системы рассчитывают по числу дождевальных установок N, необходимых для полива заданной пло­ щади при заданной поливной норме и заданном межпо­ ливном интервале: W = - Ртя — 3,6qtc T$ где F — площадь орошения (обычно брутто), га; Т — межполивной интервал в сутках (расчетный срок, за который предусмотрено провести по­ лив всей площади); <— расход дождевальной установки, л/с; а — коэффициент потерь поливной воды на испа­ рение и сток (1,1—1,3); 7 108
i c — число часов работы установки в cytKti; ß — коэффициент использования времени данно­ го типа дождевальной установки (0,7—0,8); т — норма полива, м3/га. Программами расчета на ЭВМ (составленными в СевНИИГиМ для ЭВМ «Наири», «Минск-22», «Раздан») предусмотрено нахождение обеспеченных величин межполивиых интервалов при разных нормах полива в каж­ дый из пяти месяцев вегетационного периода. Кроме того, определяются обеспеченные величины числа поли­ вов в поливном периоде и обеспеченные величины сто­ ка (для расчета систем осушения при двухстороннем регулировании водного режима почвы). В программах для ЭВМ «Раздан» расчеты предусмотрено вести для двух схем полива: 1) /n=^const, /= Ѵ аг; 2) m = V аг, Т ~ const. С точки зрения экономии поливной воды при опре­ деленном соотношении поливных норм и межполивных интервалов в разных зонах преимущество может иметь одна из схем. В таблице 31 представлены данные расчетов на ЭВМ «Минск-22» оросительных норм (по числу поливов) и межполивных интервалов для 38 метеорологических станций Северо-Запада СССР. При этом принималось во внимание, что до начала выпаса поливов, как пра­ вило, не требуется. Средняя дата начала выпаса бралась из агрокли­ матических справочников. За конец поливного периода принималась дата устойчивого перехода средней суточ­ ной температуры воздуха через 15°. Оросительный пе­ риод, таким образом, был равен на севере 50—60 дней, на юго-западе— ПО дней. Из результатов <расчета следует, что величины оро­ сительных норм возрастают с севера на юг. Большие оросительные нормы наблюдаются у побережий боль­ ших водоемов, в долинах рек, то есть в районе «дожде­ вой тени». На наветренных склонах оросительные нор­ мы убывают. В таблице 31 представлены данные для обеспеченно­ стей 95% (острозасушливый год); 75% (среднезасуш­ ливый год), 50% (средний год), 25% (влажный год); значения межполивных интервалов тех же обеспечен­ ностей приведены при e = f ( p ) для июля, так как этот месяц характеризуется наибольшей засушливостью. 109
Таблица 3} Оросительные нормы нетто и межполивные интервалы (в июле) обеспеченностью 95, 75, 50 и 25% Метеорологические станции Верхняя Тойма Онега Архангельская > Вожега Вологда Вологодская » Верхнедвинск Калинин Калининская » Калининград Советск Калининградская » Кострома Костромская Ленинградская » Белогорка Винницы Выборг Оросительная норма, мм, обеспеченностью Республика, область 05 1 75 1 50 80 90 60 60 70 160 170 100 160 210 190 160 120 60 ПО 1 Межполивной интервал (дни) при поли­ вах по 30 мм, нетто, обеспеченностью 25 95 30 20 50 40 70 80 20 9 9 30 40 50 70 _ 75 1 50 14 20 22 8 14 14 8 11 25 17 8 12 20 9 8 11 15 ПО 140 100 50 13 20 120 80 9 11 18 130 100 50 60 7 10 14 60 9 8 14 20 1 25 26 43 40 28 28 30' 26 24 36 80 90 50 30 40 0 12 33 46 » 170 130 90 70 9 11 16 Ефимовский Любань 23- » » 80 160 60 100 40 80 Приозерск Свирица » 190 120 » 150 100 130 Новгородская > Боровичи Валдай 140 » » 17 29 80 60 34 13 14 28 39 20 9 8 13 26 43 41 12 19 9 9 13 18 12 22 38 35 25 40 Псковская 7> » 140 100 50 70 40 9 14 24 160 10 0 70 30 8 11 18 130 80 50 30 9 13 18 Карельская АССР 100 80 60 40 8 12 20 24 33 30 40 50 10 12 20 33 11 ■ 18 32 12 17 33 24 160 20 > » » » ПО 90 130 100 60 70 » » 100 60 40 10 8 Коми АССР Белорусская ССР 3> » 110 70 50 30 8 10 15 ПО 80 50 9 13 20 200 140 ПО 8 16 Латвийская ССР 160 170 90 60 80 40 13 8 14 20 37 130 90 50 8 10 18 27 Литовская ССР » » 160 100 70 50 12 21 35 150 120 12 18 24 Эстонская ССР 130 160 100 70 60 40 9 9 8 11 24 30 130 100 50 9 И 17 24 » ' 11 30 80 90 Рига Каунас Шауляй Валга Таллин 9 40 40 130 Гродно Гулбене 50 90 Новгород Витебск 25 9 90 Ругозеро Железнодорожная 18 17 8 100 Пудож 13 11 20 160 Петрозаводск 34 50 120 Пыталово Струги Красные Медвежьегорск 29 50 60 » Великие Луки 17 9 9 80 » Холм 10 100 Демянск Хвойная 90 80 20 50 70 * » » 150 80 8 • 38 32
Т а б л и ц а 32 Величины отведения влаги в августе обеспеченностью 5, 10, 25 и 50% и C = W —т и при поливной норме 27 и 40 мм при т = 27 мм -Метеорологические станции Республика, область т =»40 мм величина отведения влаги мм, обеспеченностью, с = а (И7 - т ) ь % величина отведения влаги , мм, обеспеченностью, % с С - \Ѵ - т 5 10 25 50 5 C = a ( W —т) 8 10 25 50 (W—m)L С = \Ѵ —т 10 5 10 25 50 4,8 3,7 1,4 0,3 21,5 19,0 8,9 4,0 2,7 5 25 1 50 Верхняя Тойма Архангель­ ская обл. 5,9 3,9 1,2 0,3 25,8 2 0 ,2 10,4 3,8 ■Онега Архангель­ ская обл. 3,5 2,3 0,7 0 ,2 20,7 11,4 7,3 2,7 3,6 2,4 1,0 0,2 18,7 12,7 6,5 Вожега Вологодская обл. 5,5 3,8 1,4 0,4 19,6 14,4 7,6 2,6 5,0 3,0 1,2 0,3 2 0 ,6 17,6 8 ,0 2,8 Вологда Вологодская обл. 4,2 2 ,8 0,9 0 ,2 18,9 14,9 7,2 3,1 4,8 2,7 1,0 0,3 21,4 14,9 7,0 2,5 Верхнедвинск Белорусская ССР 3,5 2 ,2 0 ,8 0 ,2 19,6 15,4 9,0 3,6 3,7 2,3 0,9 0,3 25,8 13,8 6,5 3,0 Калининград Калининград­ ская обл. 6,8 3,5 1,5 0,4 27,9 21,7 10,4 3,2 4,8 3,0 1,3 0,4 35,9 21,9 10,8 4,1 Советск Калининград­ ская обл. 7,5 5,1 1,6 0,5 27,6 24,2 10,7 4,0 7,8 4,3 1,8 0,4 37,7 25,4 15,2 7,5 IfW re -Г Ципрнс Кострома Костромская обл. 6,8 3,5 1,1 0,3 19,8 16,4 0 ,2 3,9 5,4 3,8 1,4 0,4 30,7 16,7 8,9 4,6 Белогорка Ленинград­ ская обл. 5,9 3,9 1,5 0,4 27,8 19,6 9,7 4,7 7,9 4,9 1,4 0,3 29,8 23,5 13,4 4,4 Винницы Ленинград­ ская обл. 4,4 2,6 1,1 0,3 2 2 ,6 12,6 6 ,0 2 ,6 4,5 3,5 1,3 0,3 26,9 12,8 4,2 Выборг Ленинград­ ская обл. 7,2 4,5 1,9 0,4 22,5 18,0 8,5 4,2 5,6 2 ,8 1Д о,з 31,0 21,0 12,2 Ефимовский Ленинград­ ская обл. 6,3 4,0 1,7 0,5 18,0 14,9 8,9 4,0 4,8 3,6 1,7 0,4 24,2 17,5 11,2 5,4 Любань Ленинград­ ская обл. 8,8 4,8 1,6 0,3 17,6 12,6 10,0 3,5 9,2 6,4 2 ,0 0,4 14,6 11,8 8,8 3,7 Приозерск Ленинград­ ская обл. 5,8 4,1 1,7 0,3 2 1 ,2 15,8 9,4 3,1 4,9 3,8 1,8 0,5 19,5 14,7 9,2 4,2 Свирица Ленинград­ ская обл. 10,8 6,1 1,8 0,5 29,8 21,6 12,0 11,8 8,3 1,7 0,4 30,0 2 2 ,0 13,9 3,0 Боровичи Новгородская 17,2 14,6 обл. 3,2 0,4 23,4 18,8 15,9 10,4 17,4 15,4 4,8 0,5 19,3 17,7 15,8 10,9 Валдай Новгородская обл. 5,9 4,8 1,6 0,3 21,1 14,1 6,9 4,4 7,5 5,0 2,1 0,4 19,8 16,6 11,0 6,5 Демянск Новгородская обл. 4,6 2 ,2 0,9 0 ,2 15,4 11,8 7,6 3,8 5,5 3,2 1,2 0,3 17,8 11,7 8,4 з,з 8 ,2 f 4,0 3,8
П родолж ение т =40 мм т = 2 7 мм Метеорологические станции Республика, область величина отведения п лат , мм, обеспеченностью, % величина отведения влаги м м , обеспеченностью, % С -а ( Г - т ) 5 10 25 ь с =а{\Ѵ-- т ) ь C = W —m 50 5 1 10 25 50 5 С = \Ѵ ~ т 10 25 50 5 10 25 50 2,1 Новгород Новгородская обл. 4Д 2,8 1,3 0,4 20,0 13,6 7,1 2,5 4,6 3,2 1,1 0,3 19,4 16,7 6,4 Хвойная Новгородская обл. 3,8 2,6 0,8 0,2 24,1 15,1 8,2 1,9 2,7 1,8 0,6 0,2 24,9 16,8 7,8 2,5 Холм Новгородская обл. 3,9 2,3 0,9 0,3 20,2 17,2 8,4 3,5 5,7 3,7 1,1 0,3 26,3 22,3 16,5 3,8 Великие Луки Псковская обл. 4,8 3,2 1,2 0,3 32,3 17,3 5,9 2,6 5,8 2,8 1Д 0,3 34,9 17,9 10,2 4,5 Пыталово Псковская обл. 3,8 2,0 1.0 0,3 16,6 12,6 8,0 2,3 2,7 1,8 0,9 0,3 13,7 1,4 Струги Красные Псковская обл. 7,2 4,4 1,8 0,5 25,8 17,7 10,2 3,7 8,5 3,8 1,4 0,4 27,5 24,0 10,7 5,0 Медвежьегорск • Карельская АССР 6Д 4,0 1,6 0,4 22,5 18,7 8,4 3,8 7,8 4,4 1,8 0,6 22,6 19,5 7,8 2,7 Петрозаводск Карельская АССР 4,0 2,7 1,1 0,3 28,3 18,6 8,4 3,0 5,8 ЗД 1,2 0,3 30,7 14,7 7,4 2,7 9,4 7,5 ч> ■ 4 -------------------------------- -- Пудож Карельская АССР 7,0 4,6 1,7 0,4 24,9 19,8 П,5 4,8 7,9 4,9 1,8 0,5 22,9 17,8 11,2 3,7 Ругозеро Карельская АССР 6,4 4,0 1,6 0,4 21,3 16,6 8,6 3,6 6,5 4,5 1,9 0,5 22,2 18,9 18,1 3,3- Железно­ дорожная Коми АССР 2,8 2,2 1,1 0,2 12,8 11,2 6,5 2,0 3,0 3,2 1,5 0,4 20,7 13,4 7,5 4,0' Витебск Белорусская ССР 9,3 5,1 1,6 0,5 29,6 21,3 11,8 3,5 7,3 4Д 1,6 0,4 36,5 22,5 13,6 5,4 Гродно Белорусская ССР 6,6 4,7 1,6 0,3 35,7 24,7 9,6 2,9 10,2 4,9 2,1 0,5 40,4 28,4 9,0 3,1 Гулбене Латвийская ССР 4,7 2,9 1,4 0,3 18,7 13,2 7,7 3,7 4,9 2,8 1,2 0,4 23,6 12,2 8,0 3,4 Рига Латвийская ССР 5,4 3,6 0,9 0,2 24,6 15,2 8,0 2,0 5,4 3,0 0,9 0,3 24,8 11,6 7,0 0,9" Каунас Литовская ССР 10,0 4,9 1,7 0,4 42,3 25,7 11,6 3,5 14,6 8,1 2,5 0,6 41,9 31,6 13,5 4,7 Шауляй Литовская ССР 5,9 2,9 1,2 0,3 23,1 18,7 8,2 3,1 5,4 3,3 1,3 0,3 19,8 15,5 10,8 6,1 Валга Эстонская ССР 6,3 4,2 1,5 0,5 23,1 16,0 9,3 4,7 5,4 3,9 1,8 0,4 30,1 18,5 11,1 5,5 Таллин Эстонская ССР 7,2 3,8 1,4 0,3 27,5 17,0 д 3,0 5,9 3,7 1,4 0,3 23,8 18,2 2,6 —к-------------------------------*• ю 9,4
ß таблице 32 приведены расчетные величины отйёдения влаги за пределы расчетного слоя почвы для ав­ густа, так как в большинстве случаев (по большинству станций) именно в этом месяце модули стока наиболь­ шие из-за большей частоты совпадения поливов с дож­ дями. Следует отметить, что в мае и сентябре (весной и осенью) величины водоотведения меньше. Для перевода табличных значений водоотведения, выраженных в мм/сутки, в л/с/га можно построить переводной график (соответственные значения: 5 мм/сутки — 0,579 л/с, 10 мм/сутки— 1,16 л/с, 15 мм/сутки— 1,74 л/с, 20 мм/сут­ ки— 2,32 л/с, 25 мм/сутки — 2,9 л/с и т. д.). ВЫВОДЫ 1. Режим орошения на сельскохозяйственных угодь­ ях, включая пастбища, как для проектирования, так и для эксплуатации в конкретные годы на конкретных объектах, можно устанавливать по метеорологическим показателям (по методике СевНИИГиМ для этого не­ обходимы данные по осадкам и температуре воздуха за каждые сутки). 2. Эффективность применения методики назначения сроков полива для различных сельскохозяйственных культур, включая травы, по метеорологическим данным выдвигает задачу организации простейших метеопостов на объектах орошения. 3. Методика установления режима орошения паст­ бищ по метеорологическим данным приемлема при раз­ личном обеспечении пастбищ удобрениями и их различ­ ной исходной продуктивности. 4. Возможность вести расчеты режима орошения и осушения на ЭВМ по метеорологическим данным на имеющейся сети станций позволяет перейти к обосно­ ванному построению карт изолиний соответствующих па­ раметров для всей территории РСФСР.
Г лава 5 ВЫБОР РАСЧЕТНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В практике мелиоративного проектирования наибо­ лее распространен расчет обеспеченности орошения по осадкам. Еще недавно расчетным годом считался год 75%-ной обеспеченности по осадкам вегетационного пе­ риода. Однако даже для южных зон, где за период вегета­ ции естественные осадки составляют небольшую часть от общего водопотребления, неправильно выбирать обеспеченность орошения по осадкам, так как они мо­ гут при одной и той же норме выпадать в различные периоды вегетации. Кроме того, сама характеристика — обеспеченность по осадкам — подвергалась различным дополнениям' для возможной привязки проектных ре­ жимов орошения к нуждам сельскохозяйственного про­ изводства. Например, для условий степной подзоны юга Крас­ ноярского края расчет режима орошения рекомендуется вести на год 85%-ной обеспеченности по осадкам, вы­ падающим за период вегетации той или иной культуры. Причем расчетное количество осадков определяется умножением нормы декадных осадков на модульный коэффициент 0,75, установленный по кривой обеспечен­ ности. Для орошаемых районов Восточной Грузии рекомен­ дуется устанавливать величину оросительной нормы как разницу между суммарным водопотреблением и исход­ ными запасами влаги в корнеобитаемом слое почвы сверх 65% наименьшей полевой влагоемкости и суммой атмосферных осадков обеспеченностью 80%. В последнее время научно-техническим советом Минводхоза СССР было принято решение вести расчеты на год 95%-ной обеспеченности по осадкам. Задача определить расчетную обеспеченность режи­ ма орошения по данным всех составляющих водного баланса орошаемой территории ставилась ещеА. Н. Ко­ стиковым. 117
Однако только сейчас, с появлением Достаточно об­ основанных методик расчета дефицита водного балан­ са (С. М. Алпатьев [7]) или «недостатка водопотреблеиия» (С. И. Харченко [54]), стало возможным пе­ рейти на расчет обеспеченности систем по названным показателям, определяющим по существу оросительную норму. Предложенная нами методика расчета числа по­ ливов определенной обеспеченности также является пе­ реходом на обеспеченность систем орошения по дефици­ ту водного баланса или недостатку водопотребления (так как Мр% = т п р%). Однако нельзя ограничиваться только характеристи­ кой увлажнения. В работе 54 ставится задача связать недостаток водопотребления определенной обеспеченности с соот­ ветствующим ему снижением урожая. При таком под­ ходе расчетную обеспеченность «недостатков водопот­ ребления» (по С. И. Харченко) рекомендуется выбирать на основе экономического анализа эффективности оро­ шения определенного состава культур при определен­ ной водообеспеченности территории. Интересные предложения были высказаны С. Друпка на Международном симпозиуме социалистических стран по проблеме «Механизация и автоматизация по­ лива сельскохозяйственных культур» в г. Тирасполе в июне 1967 г. Для большинства районов Польши в связи с измен­ чивостью осадков оросительные системы проектируют­ ся на расход воды, меньший полных расходов на эвапотранспирацию в засушливые периоды (коэффи­ циент обеспечения оросительной водой в овощеводстве принимается равным 0,85, для іплодово-ягодных планта­ ций— 0,7, для полевого севооборота — 0,6, для люцерны и долголетних культурных пастбищ — 0,6). Рекомендуемое количество часов работы дождеваль­ ной установки на протяжении суток для Польши со­ ставляет: для овощных культур — 12—10 ч (первая цифра — для полустационарных установок, вторая — для пере­ движных) ; для плодово-ягодных плантаций — 12—10 ч (для клуб­ ники и земляники — 6 ч независимо от вида уста­ новки) ; 118
для всех культур полевого севооборота, для пастбищ и садов— 13—15 ч. Здесь уже рекомендуется при расчете водообеспеченности считаться и с техникой орошения. Однако учет только убытков от недополучения сель­ скохозяйственной продукции на мало водообеспеченных системах по сравнению с обеспеченными уже тоже не может считаться достаточным. Убытки в сельском хозяйстве вызывают убытки в связанных с ним отраслях, например в перерабатываю­ щей сельскохозяйственную продукцию промышленности. Более высокая обеспеченность орошения гарантирует стабильность по годам валового объема сельскохозяй­ ственной продукции, что создает лучшие условия для развития перерабатывающей промышленности и повы­ шения жизненного уровня всего населения, хотя это связано с большими капиталовложениями в ороситель­ ные системы. Именно поэтому при последовательном превращении сельского хозяйства в промышленную отрасль норма­ тивная обеспеченность орошения составит более 95% (как принято в настоящее время для водоснабжения в промышленности). На современном этапе в Болгарии нормативная обес­ печенность орошения во всех случаях рекомендуется больше 85—90% [18]. Нормативная обеспеченность орошения в США и Греции превышает 90% [34]. Для решения вопроса о водообеспеченности системы (по орошению) необходимо: установить связь между урожаем сельскохозяйст­ венных культур и дефицитом водного баланса для рас­ чета его по планируемому урожаю; дать экономическую оценку орошения на типовых участках при расчете последних на различные гидромо­ дули. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПЛАНИРУЕМОГО УРОЖАЯ Зависимость урожая от недостатка содержания вла­ ги в почве до потенциальной эвапотранспирации (то есть до испарения в условиях оптимального увлажнения 119
и теплообеспеченности), по данным Веселинга и Вейка, имеет форму выпуклой линии [20]. По Д. И. Шашко (1967 г.), зависимость между урожаем различных сель­ скохозяйственных культур и отношением среднемного­ летних осадков к условному дефициту влажности воз­ духа близка к параболе. По С. И. Харченко [54], тер­ риториально общие зависимости урожая озимой и яровой пшеницы от сезонных величин недостатка водопотребления для различных физико-географическик районов юга европейской части СССР отражаются пря­ мыми линиями. Прямолинейная зависимость урожая озимой пшени­ цы на Украине и Северном Кавказе от весенних запасов влаги в метровом слое почвы (при числе стеблей пше­ ницы весной 1—2 тыс. на 1 м2) получена Е. С. Улано­ вой [52]. Однако при сильном загущении посевов (чис­ ло стеблей весной 2 тыс. на 1 м2) зависимость урожая озимой пшеницы Одесская 3 и Одесская 16 от весенних запасов влаги в метровом слое почвы в декаду перехода температуры воздуха через +5° С выражается уже кри­ вой линией (параболой). Для условий Северо-Запада связь между урожаем культур и влагообеспеченностью следует устанавливать с учетом избытка или недостатка влаги в почве [57]. Влагообеспеченность растений относительно опти­ мального уровня рассчитывалась по биоклиматическому методу А. М. Алпатьева (по биологическим кривым). Биологические коэффициенты испарения ряда райо­ нированных культур вычислены в каждом случае как отношение валового расхода воды данным фитоценозом (при оптимальном увлажнении почвы) к сумме дефици­ тов влажности воздуха (мб) за тот же период времени. Чтобы не учитывать влияния грунтовых вод, были использованы данные урожаев таких госсортоучастков Ленинградской области, на территории которых эти во­ ды в период вегетации залегают на глубине более 4 м. Учитывая эти ограничения, а т а к ж е тот факт, что в ус­ ловиях зоны к началу вегетации влажность почвы со­ ставляет 65—75% от ППВ, а также то, что в вегетацию на мелиорированных (осушенных) землях, как правило, отсутствуют поверхностные сток и приток воды, водный баланс почвы, характеризующий влагообеспеченность растений, можно рассчитывать как разность между осадками и испарением. При этом величина испарения т
Ѣ ôHforénêâe определялась посредством указанных био­ логических кривых. Чтобы зависимость между урожаем сельскохозяйственных культур и влагообеспеченностыо сделать по возможности однозначной, из обработки бы­ ли исключены данные за те годы, когда на величину урожая влияли другие причины: нарушение агротехни­ ки, болезни растений, образование двухъярусное™ (для картосреля и овса), неудовлетворительные условия зи­ мовки, засуха в предыдущий год, полегание покровной культуры (для клевера). С учетом указанных условий методом наименьших квадратов были рассчитаны уравнения связи между влагообеспеченностыо и урожаем ряда культур. Эти уравнения имеют следующий вид. Для картофеля у — — 0,0060-л;2—0,436л:+ 335,6 (уравнение параболы). Ошибка уравнения регрессии 5 у =31 ц/га при корреля­ ционном отношении Для овса у — — 0,0012 х2— 0,084 X—41 (уравнение параболы). Ошибка уравнения регрессии Sy= 4 ц/га при корре­ ляционном отношении Tj=0,85. Для клевера (трав) у =0,585 х+1017 (уравнение прямой линии). Ошибка уравнения регрессии 5 у = 11,1 ц/га при коэф­ фициенте корреляции г =0,9, здесь X — водный баланс почвы, мм; у — урожай куль­ туры, ц/га. Водный баланс почвы рассчитывался: для картофе­ л я — за период «всходы — завядание ботвы», для овса — «выход в трубку— молочная спелость»; для клевера — «возобновление вегетации — конец цветения». Высокие значения коэффициентов корреляции (кор­ реляционных отношений) подтверждают наличие тес­ ной связи между влагообеспеченностыо и урожаем культур. Следует отметить, что в данном случае из всех фак­ торов среды, действующих на растения (влажность поч­ вы и воздуха, температура почвы и воздуха, продол121
ч / га избыток благи, мм Рис. 15. Связь недостаток благи, мм между урожаем и водным (Ленинградская область): балансом почвы / — кривая связи для овса; 2 — кривая обеспеченности дефицитов водного баланса. жителыіость светового дня, интенсивность радиации, уровень питания и др.), определяющим параметром яв­ ляется влагообеспеченность. Однако при этом для усло­ вий зоны следует считаться с общим характером выяв­ ленных связей: растения страдают как от недостатка, так и от избытка влаги относительно оптимума. Для проверки этого положения все точки на рисун­ ке 15 (для всех трех культур) смещены по оси урожа­ ев. Рисунок дает наглядное представление об общем характере параболической и тесной связи между уро­ жаем и водным балансом почвы. Полученная связь может быть использована для вы­ бора расчетной водообеспеченности за период вегетации определенной культуры как для орошения, так и для осушения. Например, планируя урожай картофеля 300 ц/га, следует рассчитывать мелиоративную систему на восполнение недостатков влаги (оросительную нор­ му) 100 мм и более (обеспеченность 60%) и на отве­ дение избыточной влаги 40 мм и более. 122
Следует также отметить, что в уравнениях связи урожая с водным балансом учитываются условия увлажнения (осадки, поливы, водоотведение) и термиче­ ские условия (температура воздуха). Полученную зависимость можно далее использо­ вать для расчета гидромодуля системы при заданной (планируемой) величине урожая. Для этого определим для каждого года из ряда лет (за 1937—1967 гг. с пропуском 1941—1943 гг.) дефици­ ты влаги в почве за время критического периода (третья декада июня — первая декада июля) по уравнению Л4б=Ей(Аіаі+А202+£заз) — 1 где М б— дефицит водного баланса (до оптимального) в данном году за расчетные 2 декады; k u k2, k s — средние за 2 декады биологические коэффи­ циенты испарения данных трех культур (кле­ вера, картофеля, овса); аи а2,аъ— доля данных культур в севообороте; £d — сумма среднесуточных значений дефицита влажности воздуха за 2 декады, мб; ЪР — сумма осадков. I Таблица 33 Динамика среднемноголетних значений декадных величин дефицита влаги в почве по ГМС Николаевское Культура! севооборота Клевер-1-тимофеевка . . . Картофель среднепозднйй . . . . О в е с ................. И того Доля культуры в севообороте Дефицит водопотреблешш, мм май НЮНЬ I II III I II 40 40 60 55 0 — 12 25 35 20 40 23 27 25 20 107 115 50 45 I II 0,5 15 30 0,25 0,25 — — — — — — 23 23 1,0 15 30 63 63 65 п н 40 ИЮЛЬ ill Определение коэффициентов вариации Сѵ и асим­ метрии С s позволило построить теоретическую кривую обеспеченности дефицитов влаги. Совместное рассмотрение кривой связи урожая и кривой обеспеченности дефицитов водного баланса за 123
наиболее напряженный период вегетации дает возмож­ ность определить гидромодуль. Например, оказывается, что планируя урожаи, близкие (95% обеспеченности) к максимально возможным (в условиях высокой агро­ техники госсортосети), оросительные системы в услови­ ях Северо-Запада при круглосуточном поливе сле­ дует проектировать на гидромодуль не менее 0,5 л/с с 1 га. При двухсменной работе q следует увеличить до 0,6—1,2 л/с с 1 га. Такой путь обоснования гидро­ модуля применен в лаборатории орошения СевНИИГиМ [573. К изложенному следует добавить, что в лаборатории орошения СевНИИГиМ получена также хорошая связь между недостатком водопотребления (вычисленному по методике СевНИИГиМ через число поливов) и урожа­ ем многолетних трав, что позволяет определять водообеспеченность систем орошения ДКП по возможно­ му в данных условиях урожаю. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАСЧЕТНОГО МОДУЛЯ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ Опыт показывает, что орошение дождеванием обес­ печивает не только повышение урожая с единицы пло­ щади, но и получение дополнительной продукции с ми­ нимальными затратами денежных средств и труда. З а ­ траты средств на 1 ц дополнительной продукции при орошении в пригородных совхозах Ленинградской об­ ласти, как правило, в 4—9 раз, а затраты труда в 8— 20 раз меньше соответствующих показателей при выращивании сельскохозяйственных культур без оро­ шения. ' Высокие показатели экономической эффективности орошения сельскохозяйственных культур в нечернозем­ ной зоне ставят вопрос о полном и рациональном использовании оросительных систем в зависимости от их технических возможностей, определяемых проектом. Отечественной промышленностью освоено производ­ ство различных дождевальных установок. Однако в ус­ ловиях нечерноземной полосы в настоящее время при­ меняют преимущественно дальнеструйные установки типа ДДН-45 (ДДН-70). Рассмотрим две типовые схе­ мы использования дождевальных установок ДДН-45, 124
Схема I. Полив с помощью дождевальной установки ДДН-45 проводится из собирателей открытой осуши­ тельной сети. Грунты тяжелые минеральные. Площадь участка 215 га брутто (нетто 202 га). Вода в каналы сети подается по распределительным трубопроводам из асбестоцементных труб. Расстояние между каналами ПО м, полив с помощью установок ДДН-45 ведется по сектору 240°. В каналы вода подается через водовыпускные ко­ лодцы с помощью задвижек. Схема II. Дождевание ведется с помощью установки ДДН-45, забирающей воду из стационарных и разбор­ ных трубопроводов. Грунты супесчаные. Участок осуша­ ется закрытым дренажем с расстоянием между дрена­ ми 20 м. Т а б л и ц а 34 20,2 24,3 40,3 39,7 46,2 65,1 99,9 120,1 200,0 208,0 242,0 341,0 •К CS >» S G. всего на участок, тыс. руб. 191 0,2 0,4 0,8 0,2 0,4 0,8 в том числе в том числе стоимость1, стоимость дождевальных устано­ трубопроводов вок, насосов п др. всего на участок, тыс. руб. II на 1 га, руб. 202 всего на участок, тыс. руб. Площадь участка нетто, га I Капитальные затраты на орошение Максимальный рас­ четный модуль, л/с/га Схема (участок) Капитальные затраты на строительство типовых участков орошения сSе О. 3,4 3,7 4,3 18,8 19,9 20,5. 16,8 18,4 21,2 98,4 104,6 108,0- 11,6 15,4 30,8 13,1 18,4 36,8 57,5 76,2 152,4 68,6 96,4 193,0 п '~1'6 «и 9 Площадь участка 198 га (нетто 191 га). Вода на участок подается по напорному асбестоцементному тру­ бопроводу и двум его закольцованным ветвям, с рас­ стоянием между последними 400 м. На трубопроводе через каждые ПО м расположены гидранты, к которым дождевальные установки подключаются непосредствен.-, но или с помощью сборно-разборного трубопровода' <і= 100 мм. Дождевание производится по кругу по схе­ ме: одна установка ДДН-45 работает непосредственно от гидранта на стационарном трубопроводе, две дру­ гие— от сборно-разборного трубопровода. Расчет коль125
ца трубопроводов проведем из условия одновременной работы трех дождевальных установок. Для подачи воды в обоих случаях используется пе­ редвижная насосная станция типа ЭПНС-бНДв. Для этих участков были проведены гидравлические расчеты при модуле 0,2; 0,4; 0,8 л/с/га (с продолжи­ тельностью полива всего участка соответственно 20, 10 и 5 дней). Данные расчетов капитальных затрат на строитель­ ство оросительных систем по расмотренным типовым участкам представлены в таблице 34. Из таблицы вид­ но, что капитальные затраты при увеличении расчетно­ го гидромодуля с 0,2 до 0,4 л/с/га возрастают на 16— 24%, а при увеличении модуля до 0,8 л/с/га — на 62— 100% . Т а б л и ц а 35 Эксплуатационные затраты на полив типовых участков Участок Показатели Количество дождевальных ус2 тановок шт................................ Зарплата тракториста за сезон, р у б ................................ 1058 Зарплата поливальщиков за сезон, руб.................................. — Эксплуатационные расходы на трактор, руб.............................. 1676 Эксплуатационные расходы на дождевальные установки, руб.................................................. 622 Эксплуатационные затраты на 827 насосные станции, руб. Эксплуатационные затраты по асбестоцементным трубопро­ водам, р у б .............................. 675 Оплата электроэнергии, руб. 570 Затраты на обслуживающий персонал электростанции, . руб................................................. 472 И т о г о эксплуатационных затрат на орошение: всей площади, руб................... 5901 1 га, руб. . . . . . 29,3 126 Участок И модуль, л/с/га 0,2 Примечание. 19,62%. ! 0,4 0,8 0,2 0,4 0.8 3 6 2 3 6 1058 1058 1142 1142 1142 — 898 898 898 1676 1676 1809 1809 1809 933 1866 622 933 1865 827 1654 827 827 1654 701 570 746 570 2156 688 2184 688 2223 688 472 472 472 472 472 6240 30,7 8043 40,0 8614 45,0 8953 10753 47,0 56 Сметная стоимость принята с начислениями
Эксплуатационные затраты Hâ орошение приводятся в таблице 35. При вычислении эксплуатационных расходов учиты­ вали только затраты по эксплуатации оросительной си­ стемы, без расходов по эксплуатации осушительной се­ ти, используемой при орошении. Расчет составлен для оросительной нормы 1200 м3/га (4 полива по 300 м3/га). Расчет необходимого числа дождевальных установок сделан из условия полива сельскохозяйственных куль­ тур в заданный срок по формуле 3,6Q£c 77eH п Если принять продолжительность поливного периода в Ленинградской области равной 10 дням, то в первые 5 дней необходимо полить наиболее влаголюбивые и отзывчивые на орошение культуры. Орошение в засуш­ ливый период экономически эффективнее начинать с полива капусты. До начала дождей поливы могут, сле­ довательно, продолжаться 5—6 дней. Площади, которые можно полить с помощью уста­ новки ДДН-45 за 5 суток при различных гидромоду­ лях, приводятся в таблице 36. I Т а б л и ц а 36 Расчетный гидромо­ дуль, л/с/га Число дождевальных установок на системе Производительность установки ДДН-45 при норме 300 м3/га за смену, га Площадь, поливаемая за смену, га Полито за сутки при трехсменной работе, га Площадь; политая за 5 суток, га Неполитая площадь, га Площадь полива за 5 суток при различных расчетных модулях 0,2 0.4 0,8 2 3 6 2,4 2,4 2,4 4,8 7,2 14,4 14,4 21,6 43,2 72 108 .216 128 92 — В таблице 37 указано возможное число поливов за сезон при разных расчетных гидромодулях. В таблице 38 приведен расчет чистого дохода на 1 га при орошении шестипольного овощного севооборо­ та на двух типовых участках с различными гидро­ модулями. 127
Т а б л и ц а 3^ Число возможных полйвов за сезон овощного севооборота Кул ьтура Капуста р а н н я я ....................... Капуста п о з д н я я ...................... Капуста ц в с т ііа я ...................... Картофель ранним . . . . Картофель поздний . . . . М о р к о в ь ....................................... Свекла столовая ...................... Зеленые о в о щ и .......................... П ло­ щадь, га 34 34 17 34 34 17 17 17 Расчетный гидромодуль, л/с/га 0,2 0,4 0,8 4 5 4 5 5 5 3 — “ — — 1 5 2 — — — 3 5 3 3 3 3 4 Прибавка урожая овощных культур для систем с гидромодулями 0,4 и 0,8 л/с/га определялась подбором фактических данных при режимах орошения, соответст­ вующих указанным расчетным гидромодулям. Чистый доход с 1 га орошаемой площади при гидро­ модуле 0,2 л/с/га значительно ниже, чем три гидро­ модулях 0,4 и 0,8 л/с/га. Так, при гидромодуле. 0,2 он равен 828 руб/га, при гидромодуле 0,4—1123 руб/га и при гидромодуле 0,8 л/с/га — 1461 руб/га. При расчете показателей экономической эффектив­ ности орошения дождеванием рассмотрены только ва­ рианты с гидромодулями 0,8 и 0,4 л/с/га, так как оро­ сительные системы с гидромодулем 0,2 л/с/га уже не проектируются. По организационным, погодным (в ожидании дож­ дя) и другим причинам коэффициент использования площади с оросительной сетью для полива практически равен 0,25—0,75. Поэтому расчет экономических пока­ зателей сделан при четырех возможных коэффициентах использования площади с оросительной сетью (табл. 39). Данные таблицы 39 показывают, что продуктивность капитальных вложений (отношение стоимости дополни­ тельной продукции от орошения к капитальным затра­ там) на орошение дождеванием в Ленинградской обла­ сти достаточно высока. На каждый рубль капитальных затрат получается дополнительная продукция стоимо­ стью: при закрытой оросительной системе — 4,8— 5,2 руб., а при открытой — 9—10,2 руб. (при 100%-ном использовании системы). Показатель продуктивности капитальных вложений исчислен без учета дополнитель128
Т а б л и ц а 38 Чистый доход на 1 га от орошения шестипольного севооборота при различных модулях на двух типовых участках Культура cg и "и з 5 Sа Sга V г*» га о P« я Капуста ранняя 0,2 0,4 0,8 Капуста поздняя 0,2 0,4 0,8 0,2 0,4 0,8 Капуста цветная Картофель ранний Картофель поздний Морковь Свекла столовая Зеленые овощи В с е г о на один структурный гектар ев га * « • га « га га ê g л§ вя « 5 а С й в £ I 140 160 160 300 400 400 284 322 322 460 610 610 15,0 21,0 22,0 22,0 31.1 32,0 40 50 50 130 160 160 6,1 9,0 9,5 0,2 0,4 0,8 — 0,2 0,4 0,8 — 0,2 0,4 0,8 0,2 0,4 0,8 0,2 0,4 0,8 0,2 0,4 0,8 Дополннтельиые затраты на орошение и уборку уро­ жая» руб. Чистый до х о д, руб. I II 28 34,5 35,5 34,7 44,6 45,6 10,0 15,4 16,0 1 II 2§9 301 300 259 286 286 438 579 579 124 151 151 426 565 565 120 145 145 — 85 112 — — — 102 143 13,0 22,0 17,0 31,0 — — — 108 24,0 33,0 84 75 — — — — — — 150 178 16,5 21,0 — — — — 10,5 15,0 3,8 8,8 11,7 77 120 279 73 11 27 29 11 23 24 842 1148 1497 816 1104 1430 50 70 80 — 80 20 45 50 _ — — 83 15 32 36 889 1226 1640 4,0 4,7 6,5 47 79 143 — 90 121 — 162 157 — 68 пых затрат на орошение и транспортировку прибавки урожая, полученной за счет орошения. Поэтому его следует рассматривать вместе с коэффициентом эконо­ мической эффективности орошения. Из таблицы 38 следует, что чистый доход с учетом нормативной эффективности капиталовложений при гидромодуле 0,4 ниже, чем при гидромодуле 0,8, при­ мерно на 300 руб/га. 9 Д. Б. Шшрнс 129
Таблица 39 Показатели экономической эффективности орошения ______ при различных расчетных гидромодулях______ Участок I Коэффициент использования орошаемой площади Участок 11 Расчетный гидромодуль, л/с/га 0,4 0,8 0,4 0,8 Коэффициент экономической эффективности 9,6 7,2 4,8 2,4 1,0 0,75 0,50 0,25 7,5 5,6 3,7 1,8 4,6 3,4 2,3 1,1 Продуктивность капиталовложений 10,2 7,7 5,1 2,7 1,0 0,75 0,50 0,25 8,2 6,1 4Д 2,0 5,2 3,9 2,6 1,3 Чистый доход с учетом нормативной эффективности капиталовложений, руб/га 1,0 J 1118 I 1447 I 1046 J 1345 При орошении дождеванием за рубежом [61] насос­ ное оборудование рассчитывают на следующие гидро­ модули: для пастбищ — иа 3—5 м3/ч/га (0,8—0,4 л/с/га); для овощных и технических культур — на 4— 8 м3/ч/га (1,1—2,2 л/с/га). При этом считается целесообразным принимать рас­ четную продолжительность работы дождевального и на­ сосного оборудования 8—12 ч в сутки, учитывая необ­ ходимый запас прочности (резерв) системы на случай острозасушливых периодов. Последнее положение сов­ падает с рекомендациями для ПНР (С. Друпка). ВЫВОДЫ 1. Высокая экономическая эффективность орошения дождеванием в условиях зоны обусловливает необходи­ мость проектировать оросительные системы на высокий гидромодуль (« 0 ,8 л/с на 1 га), 2. Целесообразно вести расчеты водообеспеченности оросительных систем по связи между дефицитом водно­ го баланса и планируемым урожаем. 130
Г ла ва 6 ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ ПОЛИВА ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ ПОЛИВА КАК ОСНОВНАЯ ПРЕДПОСЫЛКА ВВЕДЕНИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ В ОРОШЕНИЕ Научно-технический прогресс в сельскохозяйствен-' ном производстве выдвигает в последние годы задачу автоматизации полива. Любая система орошения, при­ меняемая в настоящее время, работает не непрерывно, а дискретно (в смысле обеспечения задаваемых усло­ вий влажности почвы для отдельных участков терри­ тории). Поэтому рассмотрим основной вопрос автома­ тизации в этих условиях — определение момента вклю­ чения оросительной системы в работу, назначение сро­ ков полива по приборам, в том числе автоматическим. Агробиологические требования к автоматическому определению сроков полива можно сформулировать в самом общем виде так: момент полива должен устанав­ ливаться с учетом физиологических особенностей расте­ ний по фазам развития при беспрерывной автоматизи­ рованной регистрации их средней влагообеспечениости (например, по показателям влажности почвы). Применяемые в существующих системах орошения датчики информации о влажности почвы, как правило, препятствуют механизированной обработке почвы. Кро­ ме того, при пестроте почвенных условий в нечерно­ земной зоне потребуется установка определенного ко­ личества регистрирующих влажность почвы датчиков (любой конструкции), коммутация и осреднение их по­ казаний с соответствующей частотой измерений. Необходимость беспрерывной автоматизированной регистрации влагообеспечениости растений мало обос­ нована, так как для определенных пределов и точности измерений тот же результат достижим дискретными из­ мерениями. Нельзя забывать и о возможностях самих датчиков влажности почвы. Так, для достаточно точных опреде­ лений влажности почвы в интервале от полной влагоем9* 131
кости до влажности завядания необходима совместная ра­ бота двух типов влагомеров: в интервале разряжения 0 > Н > —300 мм рт. ст. более точно работает вакуум­ ный влагомер, в интервале—300 мм рт. с т . > Н > — 15 ат — гипсовые блоки, в которые помещаются элект­ роды. ■ ; ! К недостаткам измерений влагомерами, устанавли­ ваемыми на определенной глубине, следует отнести и то, что дождевальная система прекратит работу в слу­ чае выпадения сильного дождя только тогда, когда ув­ лажнение почвы распространится до слоя, в котором установлен влагомер. Кроме того, тарировка влагомеров (особенно ваку­ умных) должна проводиться, как правило, в лаборатор­ ных условиях. В связи с этим ряд предложений по автоматизации предусматривает выключение дождевальной системы после выпадения требуемого количества осадков по по­ казаниям дождемера-уловителя различной конструкции. В США автоматические системы орошения рассчи­ таны на то, чтобы включать и выключать дождевальные аппараты в определенное время, на заданный срок — в зависимости от влажности почвы или слоя вылитой при дождевании воды (характерной особенностью упомя­ нутых систем и патентов на отдельные усовершенство­ вания к ним является отсутствие автоматизации рабо­ ты насосной станции, так как оросительные трубопро­ воды подключены к постоянно работающей водоподво­ дящей сети). ' Автоматизированные системы орошения дождевани­ ем типа «Cycle-0-matic» и «Sequa-matic» в США [34] включают блок автоматического программного устрой­ ства (таймер), на котором заранее устанавливаются временные задания: работы одного ряда дождевателей, переключения на новый ряд дождевателей в секции, пе­ реключения на новую секцию, выключения всей систе­ мы после поливного цикла, нового включения всей си­ стемы. Время полива задается по времени или по элек­ трическому сигналу от тензиометров, устанавливаемых в зоне действия дождевателей. Таким образом, система пускается в работу вручную или по показателю влаж­ ности почвы. 1ï Аналогичные системы работают в СССР в Молдав­ ской ССР (с. Копанка) и под Коломной (на террито­ 132
рии Всесоюзного научно-исследовательского института техники полива). На последней из названных систем включение и выключение электрифицированных задви­ жек на отдельных ветвях трубопроводов возможно по проводному сигналу с диспетчерской, для чего приме­ нена система телефонной коммутации. Схема автоматического контроля сроков полива в зависимости от показаний вакуумметра, установленного в почве, описывается и в работе М. Baumgart [62]. Избрав основным «надземный», метеорологический путь установления сроков полива остановимся под­ робнее на возможностях создания соответствующих при­ боров. При этом, учитывая требования надежности и простоты обращения, на данном и ближайшем этапе пока нельзя рекомендовать для определения сроков по­ лива такое сложное устройство, как теплобалансограф АФИ [43] для внедрения в сельскохозяйственное про­ изводство. Теплобалансограф — это комплексный прибор для научных исследований, которые могут привести к появлению более простых приборов — прогнозаторов срока полива. ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ ПОЛИВА ПО СООТНОШЕНИЮ ИСПАРЕНИЯ И ИСПАРЯЕМОСТИ Степень увлажнения почвы можно охарактеризовать отношением испарения Е к испаряемости Е<>. Э то соот­ ношение в данных метеорологических условиях связано с влажностью почвы W следующим образом [10, 11]: $ = — — ciW при W < WK-, Ео ß=const при W ^ W K, где а — коэффициент пропорциональности; WK— некоторая критическая влажность почвы. Параметр ß выражается в относительных единицах и может служить количественным критерием влагообеспеченности. Экспериментальное подтверждение указанного соот­ ношения получено в работах различных авторов на сомкнутом растительном покрове, когда суммарной ис­ парение почти целиком определяется транспирацией [36 и др.]. 133
Известно, что снижение влажности почвы ниже Wa.p (влажности замедления роста) отрицательно сказыва­ ется на росте и развитии растений, что приводит к рез­ кому снижению урожайности. В общем случае Wa.P можно считать нижней грани­ цей оптимального влагосодержания. Верхней границей влажности почвы, при которой сохраняются условия оп­ тимального режима водопотребления растений, служит так называемая критическая влажность WK. При ИРК ис­ парение достигает максимально возможного значения — испаряемости. В диапазоне влажности W3.p^ 117^ И/,; растения не испытывают недостатка влаги, а при зна­ чениях влажности > W K возникает инверсия темпера­ туры воздуха, что свидетельствует об избытке влаги в почве. В этом случае величина ß постоянна. Следова­ тельно, для создания нормальных условий произра­ стания растений необходимо поддерживать влажность почвы в определенном диапазоне: выше U^3.p и ниже №к. Величина ß в указанном диапазоне однозначно свя­ зана с W, поэтому выполнение условия WK эквивалентно соблюдению неравенства ß3.P^ ß ^ l . Зна­ чение ß определяется из эксперимента по кривой суш­ ки и для некоторых наиболее важных культур доста­ точно хорошо известно [36]. Таким образом, параметр ß можно использовать как управляющий фактор не только при орошении, но и при двухстороннем регулировании водного режима поч­ вы, так как он сигнализирует о моментах недостатка и избытка влаги. Однако определение параметра по соот­ ношению требует измерения таких сложных па£о раметров, как испарение и испаряемость. При сомкнутом растительном покрове и доста­ точной влажности корнеобитаемого слоя почвы величина испаряемости Е 0 (мм/ч) численно равна разности между радиационным балансом R и потоком тепла в почву В (в кал/см2мин) L E q= R — B, где L—удельная теплота парообразования («бООкал/г). Вместе с тем в соответствии с уравнением теплового баланса 134
(R -В ) be L(be+b№) £= ’ где ДТ и Дб — перепады температуры и влажности между двумя уровнями в приземном слое воздуха; 6 — коэффициент, зависящий от размерности Де (6 = 0,64 при Ае в миллибарах, 6 = 0,48 при Ае в мм рт. ст.). Следовательно, о _ Е _ " ~ Т0 ~ Ае __ Де + бДГ — Ае Де+0,48ДГ Таким образом, появляется обоснованная возмож­ ность, проводя алгебраические операции с измеренны­ ми величинами Ае и АТ, находить ß, не определяя слож­ ные энергетические параметры R, В, Е, Е 0. В соответствии с этими положениями в Агрофизиче­ ском научно-исследовательском институте М. Г. Санояном был разработан прибор (прогнозатор полива), пред­ назначенный для автоматического дистанционного оп­ ределения показателя увлажнения. Этот прибор можно использовать для назначения сроков полива. В приборе (условно назовем его «прогнозатор—iß») электрическое измерение АТ и Ае проводится с помощью двух аспирационных психрометров, располагаемых на стандартных метеорологических уровнях, например 0,5 и 2 м над деятельной поверхностью. Абсолютная по­ грешность измерения АТ и Ае равна соответственно 0,05° С и 0,07 мб[22]. Функциональное преобразование и математическая обработка полученных от датчиков электрических сигналов в соответствии с формулой Л Дб р = д _|_Q зд~ реализуется двухкоординатным само­ 4 пишущим потенциометром, записывающим результи­ рующую функцию ß=/(A e, АТ) на диаграммной бума­ ге с отметками временной развертки. Точность модели­ рования формулы равна 0,5%. При достижении средним значением ß заданного уровня, соответствующего ß3.p, регистрирующий блок и включенный последовательно блок регулирования выдают управляющий сигнал на системы полива. После того как влажность почвы превысит на определенную 135
величину влажность замедления роста Wa,$, системы орошения должны отключаться с помощью, двухпози­ ционного регулирующего устройства. В случае избыточного увлажнения ( ß ^ l ) блок ре­ гулирования дает управляющий сигнал на включение осушительной системы. Такая система регулирования с обратной связью, допуская гибкое и оперативое вмеша­ тельство в динамический режим, видимо, сможет зна­ чительно повысить эффективность оросительных и осу­ шительных мероприятий. Используя описанные выше приборы, летом 1969 г. проводились исследования по проверке методики оцен­ ки влагообеспеченности растений и определению на­ дежности работы отдельных узлов и датчиков прибо­ ра. Работы велись совместной экспедицией Агрофизи­ ческого научно-исследовательского института и СевНИИГиМ в Ленинградской области. Оказалось, что в полуденные часы, когда радиаци­ онный баланс достигает максимума и нарушается вод­ ный режим растений ввиду несоответствия между испа­ рением и испаряемостью, величина ß становится ниже ß3.p, которая в данном случае равна 0,8. Это свидетель­ ствует о том, что растения испытывают недостаток вла­ ги и, следовательно, необходим полив. В утренние и ве­ черние часы, когда остаточная радиация R снижается (ß близко к единице), водный дефицит исчезает. Таким образом, равенство ß = l при одинаковой влажности, но в различных погодных условиях может не сохраняться. На неорошаемом поле картофеля благодаря хорошо развитой ботве абсолютная величина ß в течение рас­ сматриваемого периода получалась несколько выше, чем на пастбище. Следует отметить, что в ночные часы ввиду инвер­ сионного распределения температуры воздуха величи­ на АТ становится отрицательной, что приводит к завы­ шенным, а в некоторых случаях и абсурдным значе­ ниям ß. Таким образом, для получения репрезентатив­ ных данных необходимо измерять искомые характери­ стики только в дневные часы, осредняя величину ß по периоду измерения. Поэтому данный метод применим лишь для сравнительно больших, климатически однород­ ных территорий, то есть при отсутствии адвекции и оазисного эффекта. 136
ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ ПОЛИВА ПО РАДИАЦИОННОМУ БАЛАНСУ Многими исследованиями установлено, что при оп­ тимальном увлажнении почвы затраты тепла на испаре­ ние прямо пропорциональны величинам радиационного баланса (оптимальными обычно считаются такие вла­ гозапасы, которые обеспечивают максимальное водопотреблеиие растений). Для водохозяйственного расчета оросительных си­ стем большое значение имеет пиковый период подачи воды, который обычно приурочен к значительному или полному покрытию поверхности почвы листьями расте­ ний. В этот период, при достаточном обеспечении ра­ стений почвенной влагой, среднесуточная интенсив­ ность расхода влаги слабо зависит от свойств культур и вида почвы на данной территории. Однако радиационный баланс и суммарное испаре­ ние так же, как все составляющие теплового баланса, проявляют закономерную изменчивость с географиче­ ской широтой и высотой местности. Знание зональных коэффициентов корреляции в уравнениях связи испа­ рения и радиационного баланса позволило бы косвен­ ным путем оценить, например, средние величины испа­ рения при известном значении суммы радиационного ба­ ланса. Приведем результаты исследований особенностей коррелятивных связей испарения Е и радиационного баланса R, полученные с помощью теплобалансографов АФИ в разных районах СССР: в Кулундинской степи Алтайского края (1963—1964 гг.), на юге (Рождествено, 1965 г.) и на севере (ОПХ СевНИИГиМ, 1963—1969 гг.) Ленинградской области, в Туркмении (зона Каракум­ ского канала, 1966 г.) и в Армении (Араратская долина, 1967 г.). Поля выбирали с различными сельскохозяй­ ственными культурами и естественным растительным покровом. Влияние вида сельскохозяйственной культу­ ры на характер связи между величинами Е и R не рассматривалось, так как в соответствии с многими ра­ ботами [3 и др.] суммарное водопотребление (испаре­ ние) различных растений при оптимальном увлажнении почвы примерно одинаково. Результаты обработки материалов наблюдений на ЭВМ «Наири» приведены в таблице 40. Как видно, ко­ 137
эффициенты корреляции между суточными суммами ис­ парения и радиационного баланса убывают с севера на юг. Здесь оказывает влияние, с одной стороны, измене­ ние географической широты, а с другой — высота мест­ ности, которые в конечном счете определяют продолжи­ тельность теплого периода года. Аналогично установ­ ленному А. А. Григорьевым и М. И. Будыко [11] пе­ риодическому закону географической зональности в пределах каждого широтного пояса границы географи­ ческих зон отвечают определенным значениям индекса сухости, равного отношению радиационного баланса к произведению осадков на скрытую теплоту парообразо­ вания. Существует аналогия между высотной полярностью и географической зональностью, или, иными словами, высота местности играет роль географической широты. Элементы теплового баланса убывают с высотой мест­ ности, причем уменьшение турбулентного теплообмена с высотой происходит медленнее, чем испарения. Сле­ довательно, снижается коэффициент корреляции меж­ ду параметрами Е и R. Указанное положение сле­ дует учитывать при разработке приборов-прогнозаторов. Для более детального анализа особенностей корре­ ляции между Е и R была исследована динамика изме­ нения этих величин в суточном разрезе. Часовые зна­ чения испарения рассчитывали по методу теплового баланса. Утром и вечером в часы, когда радиационный баланс переходит через ноль, расчет величин Е и Я свя­ зан с большими трансформированными ошибками. В связи с этим в отдельные сроки для расчета испаре­ ния использовался метод турбулентной диффузии. Анализ результатов исследований показывает, что испарение с сельскохозяйственных полей в основном происходит днем, достигая, как правило, максимума в 13—14 ч. Ночью оно незначительно и составляет 5— 10% суточной суммы, а в некоторых случаях компенси­ руется конденсацией. В ясную погоду дневной ход Е и До на орошаемых полях подобен и напоминает синусоиду. Испарение сле­ дует за динамикой радиационного баланса. Наимень­ шее прогревание подстилающей поверхности наблюда­ ется в зоне так называемого избыточного увлажнения (Ленинградская область), где основная часть солнеч­ ного тепла расходуется на испарение. Коэффициент су­ 138
точной корреляции между искомыми параметрами при­ ближается к единице. Рассуждения о наличии тесной связи E = f ( R ) осно­ вываются на предположении, что величина потока теп­ ла в почву В незначительна в общем балансе и LE LE — = -----(табл. 40). Величина ß зависит от влажR R —B ѵ ’ 1 мости почвы и напряженности метеорологических усло­ вий. Однако при дайной влажности почвы, которая в течение суток меняется незначительно, параметр а LE „ р = -----имеет явно выраженный суточный ход с минимумом в полуденные часы. Это объясняется тем, что относительная затрата радиационного тепла при очень напряженных метеорологических условиях больше, чем в периоды, когда радиационный баланс до­ стигает максимума. В периоды, когда радиационный баланс переходит через ноль (утром после восхода солнца и вечером пос­ ле захода солнца), наблюдается чрезмерное увеличение коэффициента ß, вызванное уменьшением абсолютных значений градиентов температуры и влажности воздуха. Это свидетельствует о том, что метод теплового балан­ са нельзя применять для расчета турбулентных потоков тепла и влаги в эти часы. Аналогично ночью в резуль­ тате глубокой температурной инверсии параметр ß по абсолютному значению в несколько раз больше, чем днем. В этом случае нельзя считать его безразмерной величиной, характеризующей относительную долю ра­ диационного тепла, затраченного на испарение; его сле­ дует рассматривать как критерий надежности опреде­ ления испарения методом теплового баланса. В общем следует отметить, что для орошаемых уго­ дий в увлажненной зоне связь между R и Е достаточ­ но тесная (табл. 40). Поэтому достаточно обоснован вывод о возможности конструирования прибора — прогнозатора увлажненности поля по радиационному ба­ лансу. В соответствии с изложенным СевНИИГиМ и АФИ предложили автоматическое устройство (прогнозатор полива), предназначенное для дистанционного опреде­ ления сроков полива по разности суммы осадков и сум­ мы испарения. Если величина этой разности превышает нижний порог нормы полива (за межполивной интер139
О 9 “ в £ 5 5 § 3 ~ ГЗ О t-. h-. ю ю о" со ©~ о о“ (N со о Ю сс о" ио СО о*4 сГ ift со to о* * С?з о сгз о“ СЗ о о 5 «Г CJ jvI С'Г 05 I см S ' Ю o' О Ю о" о О0 СМ о" СЦ tq СЦ О о ю о" со LO ю о“ ОС =я «О.ÜJ >5 CQ I СС £Г I от СО Оз СО <М СО со со с-Г 1°і. со S' <ч/-Ѵ 11 ûr Ор11 с* CM s— I 1 СО со rf о‘ S ' 1 1 ctr s-" 05 1 1 © оз со о" w т-Н 1'гo' q ч ч ч LO со о" ю со © о © со LO o' СГ) сч о сч со ю о г- -р ю 1— г ОС Г) к е : § = ■*-> Г [1 I 14 <£ >9 LO СО_ с'Г см сч Q' о со іо o' II II t'со со о 11 II <ч Cl <M hO CO cT il II о о сч 7о О О СЧ с5 оч В а *=( о си о С го В В*© сн га г*-» £Ссо со со _ О О) га В СП та ггX- S-S ѵ— О- ь 1—1 СО О о“ IIII H II <4 ос hГ-о“ IIII 14 ю ос 1— СО СО ©“ [I II 14 о о ио ю о га си си . CJ >1 < ос а о о сз t=i в га •Си в 140 © о К о C U2 >» 9- со or со Tf* СО ю о о та В es O сГ C£ со rr* та4 о” II II о >, SS- с со СО ©~ <4 14 О о о о U 0 СЧ -** гhсо о" баланс, Зависимость испарения от величин 5 5 s к о 5 «5 -—■£ испарение, в OZ В — поток тепла в почву. <м #й о га а сиg о° а2 (ä в і-і о та о га га g g и -к 3 5 5 со >» а а 03 >» с с — ' R — радиационный Н = Я “Я EJ О)<- в<у J— г эс о S3 а в н н о о 03 с5 \о в о О О. СЧ О) о S-3я н и, уro S Ч к* со О о о S Э си о и О) В о си о <У та <у S <У К га ^ О) *ГОgк и а 3оз сос. 03 CU Зоо É m га 0J t ( \0В со со В со В ОЗ Ю ОЗ \о оз С а та X г о . н ^ н —* а с и. о -___ О '—' О -—га га вта в с о
вал, например, за декаду), то вырабатывается управ­ ляющий сигнал на вход реле времени, которое вклю­ чает поливную систему и контролирует продолжитель­ ность полива в соответствии с заданной программой, определяемой в общем случае видом растения и ста­ дией его развития. Одновременно реле времени раз в сутки в определенное время включает слив уровнемера, после чего цикл работы устройства повторяется. Макет устройства с одним комплектом датчиков испытывался летом 1970 г. в Ленинградской области в опытном хо­ зяйстве СевНИИГиМ. В обоснование конструкции прибора следует отме­ тить, что радиационный баланс поля в незначительной степени связан с видом сельскохозяйственной культуры. Это подтверждается наблюдениями в ОПХ СевНИИГиМ в 1967 г. Радиационный баланс определялся на капусте, кар­ тофеле, свекле, горохо-овсяной смеси с помощью одного и того же балансомера Янишевского с гальванометром ГСА-1 при последовательном обходе полей. Сдвиг по времени при наблюдениях на разных культурах нахо­ дился в пределах 15—20 м. Средние за сутки значения радиационного баланса по различным культурам в кал/см2 были равны: на капусте — 3,67, на картофеле — 3,7, на свекле — 3,65, на горохе — 3,66. Незначительны были и расхождения в величинах слоя осадков в разных точках опытного участка пло­ щадью 80 га (по дождемерам, установленным по сетке 200X200 м). Вариации в показателях влажности поч­ вы в тех же точках имеют большие значения даже при определении влаги термостатно-весовым способом. Следовательно, появляется возможность определять приход влаги на орошаемом поле по дождемерам, рас­ ход— по показателям радиационного баланса. Если оп­ ределенный таким путем дефицит легкодоступной вла­ ги равен поливной норме для дайной почвенной разно­ сти, назначается полив. До появления приборов-прогнозаторов полива се­ рийного изготовления в качестве простейшего приспо­ собления можно рекомендовать рабочую пару двух приборов: балансомер и электролитический интегратор Х-603, применяемый на сети станций ГУГМС СССР. Прибор Х-603 предназначен для интегрирования во времени малых величин тока или напряжения, которые 141
преобразуются в перемещение указателя вдоль капил­ ляра по шкале. Основная погрешность интегратора Х-603 не превы­ шает 2% длины шкалы (длина рабочей части шкалы 120 мм). При интегрировании радиационного баланса за су­ точные интервалы значение по шкале интегратора счи­ тывается также раз в сутки (обычно каждое утро — за прошлые сутки). Разность двух отсчетов (сегодня и вчера) умножается на переводной множитель, который определяется из паспортных данных интегратора и дат­ чика. При интегрировании за длительное время и под­ ходе столбика указателя к концу шкалы указатель воз­ вращают к нулевой отметке пропуском тока (от внеш­ него источника) в противоположном направлении. По показаниям интегратора и графику связи E = f ( R ) находятся суточные величины расхода влаги в услови­ ях оптимального увлажнения. Срок следующего полива определится, когда норма полива достигнет суммы су­ точных величин испарения: тШі = Е і + Е 2 + . .. + Е „ . Шкалу интегратора нетрудно перевести непосредст­ венно в показатели единиц испарения (в мм). В заключение можно заметить, что в изотермических условиях среды поливы можно проводить по сигналу часового механизма в привязке только к величине слоя осадков. Время использования осадков растениями (процесс суммарного испарения) моделируется в этом случае слоем ежесуточного слива из накопителя. Имен­ но такие схемы автоматизации назначения сроков по­ лива (по уставке времени) применены в упомянутых ранее автоматизированных системах орошения США. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ВОЗМОЖНЫХ ПРИБОРОВ— ПРОГНОЗАТОРОВ УВЛАЖНЕНИЯ ПОЛЯ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ На основании проверки в полевых условиях возмож­ ности назначения сроков полива по показателям слоя осадков (искусственных и естественных) и среднесуточ­ ной температуре воздуха по показателям слоя осадков и радиационному балансу могут быть предложены про142
Рис. 16. Блок-схема прогнозатора сроков и норм полива по напряженности метеоусловий и осадкам. стые схемы прогнозаторов полива с соответствующими надземными датчиками. Схема прогнозатора сроков и норм поливов по на­ пряженности метеоусловий и осадкам (рис. 16). Блок I (датчики Ае или АТ) при достижении сигнала опреде­ ленной величины передает его на сигнальное или ко­ мандное устройство для включения оросительной си­ стемы (блок II). Блок II (программное устройство) контролирует по­ следовательность переключения отдельных ветвей .ста­ ционарных дождевальных аппаратов, отдельных секций системы подпочвенного орошения и другие с целью обес­ печения первоочередного полива наиболее отзывчивых на орошение (и экономически наиболее эффективных) культур. В соответствии с видом культуры, фазой вегетации и почвенными условиями сигнал от блока II передается на реле времени (блок III). Блок III (реле времени) контролирует время, поли­ ва t (продолжительность), то есть норму полива т, ко­ 143
торая определяется дождя і в зависимости от интенсивности Штл= ît. На блоке реле времени формируется таким образом сигнал начала и конца полива. Блок IV — это устройство, суммирующее естествен­ ные осадки и формирующее сигнал слоя осадков для передачи его в блок V. В блоке V происходит сравнение сигнала, пропор­ ционального слою выпавших осадков,, с сигналом, про­ порциональным норме полива (поступившим от бло­ ка II через блок III — реле времени). При разности сигналов, соответствующей величине ^5-j-IO мм, включается «разрешение» на полив: подтверждается или пропускается сигнал начала и конца полива от бло­ ка III. «Пороговый» сигнал в 5-М О мм и более выбран на основании опытов орошения пастбищ под Ленингра­ дом (1967—1969 гг.) и может уточняться в зависимости от почвенно-климатических условий іг вида культур. Принятое значение 5-4-10 мм свидетельствует о допуске в задержке начала поливов на 1-4-2 дня (исходя из величины суммарного испарения за сутки ~ 5 мм). На блок-схеме показано, что реле времени коман­ дует временем включения блоков I и IV на изме­ рение. Возможно, что достаточно будет включения раз в сутки. Схема прогнозатора норм полива через определен­ ный интервал по осадкам и температуре воздуха (ин­ тервал принят равным декаде) (рис. 17). Блок I — ре­ ле времени. При стабильных и известных условиях ис­ парения влаги можно было бы устанавливать на реле времени одинаковые межполивные интервалы. При из­ меняющихся условиях испарения (например, темпера­ туры воздуха) необходимым становится измерение ха­ рактеристик этих условий. Как было показано ранее, применяемую нами в качестве характеристики средне­ суточную температуру воздуха можно с достаточной для практических целей точностью измерять один раз в сутки. Именно в этот срок реле времени и включает термометр (блок II) на измерение. В блоке III происходит накопление за декаду полу­ ченных с блока II среднесуточных значений температу­ ры воздуха. 144
Сигнал начала и конца полиба Рис. 17. Блок-схема прогнозатора норм полива через определенные интервалы по осадкам и тем­ пературе воздуха. В блоке IV ведется расчет суммарного испарения (за декаду в соответствии с заданной программой £ = /(* " Ср.ст). В блоке V в этот же период (по команде от реле времени блока I) суммируются осадки за де­ каду. Суммирующий сигнал подается блоку сравнения VI, где определяется величина поливной нормы. Величина поливной нормы т определяется как раз­ ность между симмарным, рассчитанным за декаду, ис­ парением и суммой осадков. При величине т >-10 мм дается полив соответст­ вующей нормы. Продолжительность полива может конт­ ролироваться отдельным реле времени (блок VII) или основным реле времени (блок I). В последнем случае реле времени блока I должно быть запрограммировано 10 Д. Б. Цііпрнс 145
Сигнал начало и конца полиба Рис. 18. Блок-схема прогнозатора норм полива че­ рез определенные интервалы по осадкам и радиа­ ционному балансу. на определенную последовательность операций. Следу­ ет оговорить, что в блоке II может измеряться не тем­ пература, а влажность воздуха V, тогда в блоке IV расчет испарения будет вестись по соответствующей за­ висимости. Схема прогнозатора норм поливов через одинако­ вые интервалы по осадкам и радиационному балансу (интервал принят равным декаде) (рис. 18). Блок I выполняет суммирование осадков за декаду, в соответствии с чем формируется величина сигнала для передачи в блок II. Время передачи сигнала определя­ ется реле времени блока III. В блоке сравнения II определяется норма дефицита увлажнения (норма полива). Продолжительность полива при норме т (сигнал начала и конца полива) определяется автоматически в блоке III в зависимости от величины сигнала от бло­ ка И. 146
В блоке IV (это может быть обычный термоэлект­ рический балаисомер) определяется либо R, либо R -B . Непрерывный сигнал соответствующей величины по­ ступает в блок V, где накапливается всю декаду. В блоке VI проводится расчет суммарного за дека­ ду испарения по зависимости E = f ( R ) или E = f ( R —B). Сигнал соответствующей величны поступает в блок сравнения II для определения нормы полива. ВЫВОДЫ 1. Основным управляющим элементом в автомати­ зированных системах орошения должно быть устройст­ во автоматического назначения сроков полива. 2. Недостаточная надежность датчиков влажности почвы и недостаточная репрезентативность наблюдений по влажности заставляют обратиться к разработке приборов назначения сроков полива по метеорологиче­ ским показателям. 3. Разработаны принципиальные схемы приборов, автоматизирующих прогноз сроков полива по данным об осадках, температуре воздуха, радиационному ба­ лансу. Предложенные схемы могут служить основанием для конструирования соответствующих приборов-прогнозаторов полива, действующих на основании учета и ана­ лиза (непрерывного или дискретного) метеорологических показателей. 10*
Глава 7 ОБ УСТАНОВЛЕНИИ СРОКОВ ПОЛИВА ПО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ В практике орошения наибольшее распространение получил метод назначения поливов по влажности поч­ вы. Однако до сих пор нет достаточно точного, простого и быстрого способа определения влажности почвы. Еще не установлена и та граница почвенной влажности, при которой нужен полив. По данным многих исследований, показатель оптимальной для растений влажности почвы зависит от конкретных физических, химических и био-,, логических условий в ней, метеорологической обстанов­ ки и периода развития данного вида растений. К. А. Тимирязев указывал, что в затруднительных случаях лучше всего спрашивать само растение и что только само растение может дать наиболее правиль­ ный ответ о своей влагообеспеченности при той или иной влажности почвы. Задача заключается в том, чтобы найти такие фи­ зиологические показатели растения, которые можно ис­ пользовать для определения срока полива при любом сочетании метеорологических и почвенных условий. Исходя из этого, советские исследователи разраба­ тывали методы определения степени влагообеспеченно­ сти растений и необходимости в орошении по таким физиологическим показателям, как сосущая сила, кон­ центрация клеточного сока, осмотическое давление, степень, открытия устьиц и др. Наиболее простой и пригодный для применения в условиях поливного растениводства колхозов, и совхо­ зов метод определения сроков поливов по показателям концентрации клеточного сока растений (концентрации сухих веществ — КСВ). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДА КСВ Н. А. Максимов (1948 г.) и его сотрудники устано­ вили, что осмотическое давление, а значит, и концент­ рация клеточного сока растения — физиологические характеристики, достаточно четко определяющие со­ 148
стояние водного режима растения при всех условиях его существования. М. Ф. Лобов [31] рекомендует проводить очередной полив овощных культур при достижении концентрации сока растения в листьях в 10—11 часов дня 10% су­ хих веществ. Для получения показателей КСВ берутся листья определенных ярусов (у капусты — 2-го яруса, у томатов и картофеля — у первой цветочной кисти и т. д.). Листья для рефрактометрических определений кон­ центрации клеточного сока необходимо брать с типич­ ных для данного участка растений в 3—5-кратной пов­ торности через каждые 5 дней, а при заметном повыше­ нии концентрации сока и чаще — раз в 2—3 дня. М. Ф. Лобов указывает на следующие закономерно­ сти: с повышением влажности почвы (до полевой вла­ гоемкости) увеличивается оводнеииость клеточного со­ ка листьев и, наоборот, снижение концентрации клеточ­ ного сока до возможного минимума после поливов на­ ступает не сразу, а постепенно, через 2—3 дня. Кон­ центрация клеточного сока листьев заметно повышает­ ся при влажности почвы ниже 80% полевой влагоем­ кости; высокая температура воздуха, низкая относительная влажность воздуха и ветер приводят к повышению концентрации клеточного сока. Наименьшие колебания концентрации клеточного сока под влиянием условий погоды наблюдаются при достаточной влажности почвы, а резкие колебания — при недостаточном водоснабже­ нии растений; наибольшая оводненность листьев в течение суток бывает утром, снижается в самые жаркие часы дня и повышается к вечеру и за ночь; при переувлажнении почвы, когда резко ухудшается ее аэрация, концентрация клеточного сока повышается; внесение обычных доз удобрений не приводит к по­ вышению концентрации клеточного сока; при достаточном водоснабжении концентрация кле­ точного сока у каждого листа со старением (до мо­ мента отмирания) не повышается; оводненность листьев уменьшается по ярусам снизу верх и тем заметнее, чем хуже водообеспеченность ра­ стения. 149
Исходя из изложенного, показатель концентрации клеточного сока растения, действительно, можно исполь­ зовать для установления сроков поливов. Правильность метода М. Ф. Лобова подтверждают работы И. И. Каткова, В. Ф. Беликова, Р. А. Барино­ вой, М. С. Галинской и др. Однако известны работы, ставящие под сомнение правильность рекомендаций М. Ф. Лобова. К. С. Гарин [15] описывает трехлетние опыты по проверке определения сроков поливов по концентрации клеточного сока на Персиановской опытно-мелиоратив­ ной станции (г. Новочеркасск), из которых следует, что верхний предел концентрации клеточного сока 10% сухих веществ в зависимости только от местоположения листа сомнителен. Замечено также [6], что определенная по рефрак­ тометру концентрация сока завышена по сравнению с истинной концентрацией клеточного сока в листе, так как при выдавливании сока из листьев в него переходят водорастворимые белки из разрушенных клеток. Однако, указав на ряд недостатков метода, Л. И. Ба­ бушкин все же высказывается в пользу полива по фи­ зиологическим показателям, так как концентрацию со­ ка технически определить легче, чем влажность почвы. Назначение поливов по влажности почвы неудобно еще потому, что неизвестно, на какой глубине в данный .пе­ риод находится активная часть корневой системы, а средняя влажность почвы в большом слое не всегда отражает действительную потребность растений в по­ ливе. Остановимся на некоторых практических сторонах методики: способе извлечения сока, времени и месте от­ бора листовых проб (в том числе на самом листе), а также воздействии на показатель КСВ естественных осадков и поливов, так как именно для назначения по­ следних и рекомендован сам метод. В опытах СевНИИГиМ по определению сроков по­ ливов по концентрации клеточного сока для картофеля и капусты в 1953—1960 гг. на рефрактометре марки РЛУ в отдельные периоды, предшествующие поливам по влажности почвы, было трудно четко определить границу раздела в поле зрения прибора. К тому же само выдавливание сока в эти периоды даже из листьев капусты было очень затруднено. При работе с сокоот150
жималкой типа плоских щипцов (из полевой лабора­ тории Магницкого) приходилось прикладывать усилие в 40—60 кг (по динамометру) вместо обычных 10—15 кг при хорошей водообеспечеииости листьев. Изменение КСВ в листьях растений под влиянием полива и атмосферных осадков имеет основное значе­ ние для решения вопроса о применимости методики. Во всех основных исследованиях отмечалось (М. Ф. Ло­ бов, К. С. Гарии), что снижение концентрации клеточ­ ного сока до возможного минимума после поливов на­ ступает постепенно, через 2—3 дня. Вместе с тем по­ вышение КСВ до предполивного уровня происходит значительно быстрее, чем может возникнуть реальная потребность в повторении вегетационного полива. При­ чем масштабы изменения КСВ под влиянием метеоро­ логических условий в ряде случаев могут превышать изменения этих показателей за счет водного режима почвы. Именно поэтому в наших исследованиях методика определения сроков полива по показателям КСВ про­ верялась в привязке к влажности почвы — общему эталону для апробации всех методик установления сро­ ков полива и к метеорологическим условиям, в частно­ сти к осадкам. ОПЫТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СРОКОВ ПОЛИВА НА ОСНОВАНИИ ПОКАЗАТЕЛЯ КСВ Методика назначения поливов по показателю КСВ проверялась в СевНИИГиМ в 1958—1964 гг. при ис­ следованиях орошения дождеванием овощных культур в опытном хозяйстве СевНИИГиМ под Ленинградом. Были организованы наблюдения за изменениями кон­ центрации клеточного сока в растениях на различных вариантах орошения капусты ранней, средней, поздней и картофеля раннего. Концентрацию сухих веществ в соке листьев опре­ деляли в 10—30-кратной повторности на каждом ва­ рианте с помощью рефрактомётра РЛУ. Плоские щипцы или никелированные плоскогубцы, применяемые для отжатия сока из листовых проб, и призмы рефрактометра после каждого определения про­ тирали влажной марлевой салфеткой и просушивали. 151
Попутно с определениями КСВ вели наблюдения за влажностью почвы и гидрометеорологическими усло­ виями в приземном слое воздуха. Чтобы выяснить, как лучше сохранять образцы и как велик может быть разрыв во времени между отбо­ ром образцов и анализом, предварительно был постав­ лен специальный опыт. Полученные данные показали, что наибольшие отклонения от начальной величины в содержании воды в соке растения через сутки могут быть не более 1,6% при хранении образца в алюминие­ вом стаканчике — бюксе или не более 0,7% при хране­ нии в стеклянном стаканчике или пробирке. В то же время колебания в значениях отдельных рефрактоме­ трических определений были значительно большими — до 6%. В 1960 г. наиболее полно были проведены рефракто­ метрические определения концентрации клеточного со­ ка ранней капусты сорт Номер первый. Целью опыта было получение ответа на следующие вопросы: насколько изменяется оводненность листьев после дождей различной величины и поливов дождеванием; насколько установленный М. Ф. Лобовым сигнал к поливу (10% сухих веществ) отвечает действительной необходимости в орошении; колебания влажности какого слоя почвы в наиболь­ шей мере отвечают колебаниям оводненности листьев. На рисунке 19 представлены данные рефрактометри­ ческих показателей по ранней капусте в связи с выпав­ шими осадками, проведенными поливами и влажностью почвы. Рассмотрены варианты орошения днем и ночью при поливной норме 300 м3/га и контроль (без полива). Данные по осадкам за период 16 июня — 22 июля при­ водятся в таблице 41. Сопоставление за месяц показателей содержания воды в соке растений и в почве позволяет сделать сле­ дующие выводы: 1. Выпадение дождей в большинстве случаев не ска­ зывается немедленно на повышении содержания воды в соке листьев растений. Это говорит также о том, что усвоение влаги через листья либо незначительно, либо не может быть определено по рефрактометрическим по­ казателям. 2. Колебания в содержании воды в соке растений отвечают колебаниям, в большинстве случаев, в 152
°2 'адиои g /чдод апножйадод Рис. 19. Содержание воды в соке растений капусты и в почве: / — к о н ц е н тр ац и я к ле то ч н о го сока у тр о м ; 2 — к о н ц е н тр ац и я кле то ч н о го сока д н е м ; 3 — в л а ж н о с ть почвы (в % по о б ъ е м у) в слое 5 — 1 5 с м ; 4 — в л а ж н о с ть почвы (в % по о б ъ е м у) в слое 20—30 см ; 5 — в л а ж н о с ть почвы (в % по о б ъ е м у) в слое 30— 4 0 с м ; 6 — в л а ж н о с ть почвы (в % по о б ъ е м у) в слое 50— 60 см . °і 'лпнэшэрсі am g щод amp:
со см 1 1 1 G5 1 1 1 1 1 1 00 (м м ) Данные по осадкам в опытном хозяйстве СевНИИГиМ с 16 июня по 20 июля 1960 г. 05 1о“ со I 1 1 [ 1—* 1 1 1 1 со 1 1 1 1 1 гю. 1 1о 1 1 1 1 1 1 о 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 o' 1С4! 1 1о 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - .® 1о о со ю . Th см ! 1 1 о" *—1 оо -*со 1©“іО 1 1 СО г « 1о o' Г '. 1ю 1 1 1 1 1 1 ,см , 1о- 1 см 1°І 1 1о 1 1 1 1 1 1CM 1 соСО . o' 1 1 1 1 1 1 1 1— ю со“ 1 1о 1 00 о . 1 I^ О 1 со 1 О h» со ю см СО I 1 °°-1 о 1 1 1 о см со 1 ( I 1 см t " . О CO . I О 1 см 05 1 1 Г-.Ю оо ■ 1 11 і1 1 <М. 1 1 1ч і 1 О 1 1 1 1 1 1 I 1 1 i1 1 1 1 1 о 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 ч О (М 1 1 1 1 1 1—1 I 1 о * 1 1 1 —НТ —< о о Г 1 1 1 1 1 1 1 1 О . о 1 - г т*_( Th о 1 ю 1 1 1 1 1 со 1 1 іо см , 1 о оо“ 1 1 с- со ю *- 1 1 1 со оо 1 1 1 1 1 о о 1 1 1 1 1 оо 1 1 СО СМ 11 1 1 1 1 СО ■ 1 о- 1 <N 1 1 о 1 1 11-4 1 !с о ' со соо о о“о . \! 1 1 ч. 1 о ' О . со 1 1 ! 1 CM СМ Г— о> I 1 1 о». 1 1 1 1 1 I о 1 о я* E 1 1 1 1 1 1 ! с гГ 1ч Iо 1 1 1 £ Ю О І 1 1 I 1 1 1 1СО 1 о 1 1ч 1 1о» 1 1 ' *—1 о 1 1 см 1 1 ! СМСО О см “ 5* ы г о С- н со о 154 ■1 1 1 1 1 1 1 1 1 Л ч 1 1 1 со о 1 со 7 7 о — ЕГ* и я TJ« СМ ! со т—1* О н н >» s и «3
содержании воды в слое почвы 30 — 40 или 50—60 см. Хорошей же связи показателя КСВ с влагосодержаиием основного корнеобитаемого слоя почвы (0—20 см) не обнаруживается. 3. Установленное М. Ф. Лобовым повышение со­ держания сухих веществ в соке растения до 10% (сиг­ нал к поливу) было зафиксировано 27 июня, но неболь­ шие последующие дожди 27 и 28 июня резко увеличили содержание воды в соке растения (до ' 93—94%), так что необходимость в поливе будто бы отпала. Но судя по влажности почвы, состоянию растений, проведение полива было необходимо. Такой полив и был проведен 29—30 июня. Из изложенного следует, что единственная пока приемлемая для полевых условий методика определе­ ния сроков полива по физиологическим показателям (по КСВ), по точности H методологической недоработанности не может быть рекомендована к широкому про­ изводственному применению. В то же время метод КСВ прост и доступен: про­ должительность каждого определения концентрации кле­ точного сока составляет 2—3 мин; таким образом, опре­ деление срока полива для участка под данной культу­ рой в данных почвенных условиях занимает 20—30 м. Ежедневно за 1 ч (с 10 до 11 ч утра) бригадир или звеньевой с помощью полевого рефрактометра может определить необходимость полива для 2—3 участков, отличных друг от друга по культурам или агрофону. Поэтому можно рекомендовать дальнейшую про­ верку метода с учетом предложений Л. Н. Бабушкина, К. С. Гарина и др. Благодаря отмеченной во многих- исследованиях связи между КСВ в соке из листьев растений и напря­ женностью метеоусловий целесообразно исследование сочетания метода диагностирования сроков поливов по показателям концентрации клеточного сока с методом назначения поливов по метеорологическим показате­ лям. Например, если в течение 5—6 дней (половины «единичного засушливого периода») не было осадков ^ 5 мм, то следует проводить ежедневные определения концентрации клеточного сока и при достижении грани­ цы 9—10% содержания сухих веществ назначить полив. Таким образом, значительно сократится число рефра­ ктометрических определений, а точность определения 155
сроков поливов повысится. К аналогичным выводам пришел К. Я. Серов (1971 г.) в исследованиях на Дальнем Востоке. ВЫВОДЫ 1. Методика установления сроков полива по показа­ телю КСВ требует дальнейшей разработки. 2. Возможно сочетание метода диагностирования сроков полива по показателям концентрации клеточно­ го сока в листьях растений с методом назначения поли­ ва по метеорологическим показателям в приземном слое воздуха.
ПРИЛОЖ ЕНИЕ 1 ПРОГРАММА РАСЧЕТА НА ЭВМ «НАИРИ» ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ДВУХСТОРОННЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ (ПО МЕТОДИКЕ СевНИИГиМ) Распределение памяти Номер ячейки памяти 280л Условные обозпдче- Пояснения ІШЯ Еі К* Е3 Ei Средние по районам поправочные коэффициенты к нормам месячных осадков, измеренных дож ­ демерами; относятся к суточным величинам осадков Еь 285л 300л 453л 2,036 \ 0,008 / г/=0,008лг2'03в ( у — величина дренажного стока з зависимости от суммы осадков— х) 10,0 начало расчетного периода ( ^ 1 0 ° С) 27,5 константа в формуле расчета испарения 0,0 порог учета осадков ( ^ 0 ) 5,0 порог учета влажности почвы ( ^ 5 мм) 42.0 27.0 14.0 42.0 27.0 14.0 42.0 27.0 14.0 поливные нормы (нетто), соответствующие по­ ливным нормам брутто в 60, 40 и 20 мм ОС суточные величины осадков среднесуточные температуры воздуха 157
Рис. 20. Блок-схема программы расчета режима орошения н осушения на ЭВМ «Напри»: т — п о л и в н ая н о р м а; — те м п е р а ту р а н а ч а л а поливного п ер и о д а; i f ' , Р / — с у ­ то ч н ы е вели чи ны о са д к о в и те м п е р а ту р ы в о з д у х а ; Я — п р и зн а к н ач ал а п о л и в ­ ного п е р и о д а; Ѵ?к " ’' 'к —1— з а п а с в л а ги к н а ч а л у и ко н ц у р асчетно го д н я с у ч е ­ то м о сад к о в и и сп ар е н и я; С — сброс во ды . 158
О"? » о01 (дес.) № команд 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 Команда CJ п 30л 1 я 0к210-|в 1л 1 и 46я+ п On 15 л Ол 31 о 2274 h cl лЗІ 8t 153л и 3448л п 31 и Ôjll лі л 281н44" п 31н 32 ві 31л 33 и 71я< п 282н 44 п 33и 32 ві ЗОп 33 и 71 л < и 178 п Команда ов 29ІИІ0+ л 0я10< и 143л= л 1 н ві 6144 я и 130 п < ві 6144л а 148л< еяЮнЮ ул285и10 ех Юн 10 уп 286н 10 ов Юн 39 с 2п12 а 11л Г дн10н241 + л 39н201 + с 1к211+ и 150л л 291 н 3 9 + 66 л ЗЗн 32 67 31л 33 68 h 71л < 69 «33 «32 70 л284н44 71 мі я32 72 о2274н= 73 л32н . 74 8( Юл 75 о 2270н< 76 п т 32и 77 л 299и35+ 78 п 452н 4 3 + 79 ул 44и 35 80 и 104п + 15 81 п 43и 37 82 ов 287н 37 83 и 51л < 84 л 1л 15 85 лЮ лі 86 о 2270 и 8 1 (дес.) 54 55 0"7 а и № команд 45 46 47 48 49 50 51 52 53 Команда 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 Команда и 142 л б 11 я 1 б 2я 12 с 2048л1 в, 18432 л и 106я+ а Ъі 12 о 2274и и. 52я= 12 в 2048я1 о 2270н о 2270н о 2270н л 1л 12 и 173 о 2270н о 2270h о 2270н л 24ІНІ4+ в, Юл Ч та (ДОС.) 45 та та53 № команд чX о Команда 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 аа SÄ 8 ІП 1 и 86п^= о 2219н о 2221н о 2224и о 222Іи о 2216н о 2226н о 2270н л/л32н о 2274н о 2270м о 2270н л 1844 Ілі п 290н200+ в 2049л 1 и 101л+ лОл 1 лОл 12 л 201н39+ л 39н 10 ■ч таЯ О— л и* «3 Команда 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 о 2270н < л/иМОн^Н 0 2270н=14 и 155л л 231 н14+ 8, Юл а 2270н< пт 14 н и 166л п 282н44 л 33 н 32 в! ЗІяЗЗ а 71 л < п 283н 44 и 66л 108 109 ПО 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 Команда ов 290 н 10 и 1 17л > с 1 п12 я291н39+ л211н42+ а іія і я0к211 + я42н231 + б ііл і л 35н 40 ов 289н 40 и 121 я < сл 35н39 л 39н 10 л 43н 36 ул 290н 10 ел 288н 36 сп 39н 36 слІОн 36 ов 36 н 39 л 39н 10 Команда 45к139—20 45к -23038409908 -792354729 592639085 9299355411 —3954882278 25495347722 —2010695235 g § § 8 g s & § 2 о ь V контрольная 45к139—139 сумма про45к граммы —7171664932 159
ПРОГРАММА РАСЧЕТА РЕЖ ИМ А ОРОШ ЕНИЯ И ОСУШЕНИЯ НА ЭВМ «МИНСК-22» Общее описание программы. Начало поливного периода опре­ деляется переходом среднесуточной температуры через заданную величину (to). Учитываются только осадки, превышающие нижнюю границу эффективных (Ра). Осадки учитываются с поправочными месячными коэффициентами. Содержание влаги в почве на нача­ ло поливного периода принимается равным величине поливной нор­ мы. Расчет ведется для трех поливных норм: 20 мм, 40 мм, 60 мм (с учетом поправочного коэффициента на приведение к равноэф­ фективным естественным осадкам, соответственно 14 мм, 27 мм, 42 мм) и для трех типов сброса: ( С = а W -m y , C2= W— tn, С3= 0, где W — содержание влаги в почве; т — поливная норма; а = 0,008; b = 2,036. Расход влаги за день определяется по формуле AW = W +P Ц 7 + Р + ( 2 7 ,5 - 0 ’ 5 где Р — осадки за день; t — среднесуточная температура; W— содержание влаги в почве к утру расчетного дня. Если к утру содержание влаги в почве меньше 5 мм, дается полив, равный по величине поливной норме: Wt = W + т . Вычисляется расход влаги и содержание влаги к концу дня по формуле W '= W + P - A W . Если W' больше поливной нормы, влага сбрасывается. Для следующего дня W = W . Одновременно составляют таб­ лицы повторяемости величин межполивных интервалов, величин сброса и числа поливов для пяти культур (отдельно для каждого месяца, типа сброса и величины поливной нормы). Затем считают­ ся частоты, и строится кривая обеспеченности (по формулам ли­ нейной интерполяции). Блок-схема программы на ЭВМ «Минск-22». 1. Ввод массива коэффициентов. 160
Ввод м асси в а коэффициентов 1 ввод исходной инф ормации 1 р || і=/.г.з л =153 m' to . не/n 6 V **- Все Ф" 7 дни месяца перебраны —_хаа г • Все 5 м есяцев перебраны юа Занесение числа поливов оля каж ­ дой из 5 культ ур^В т абл повт СП=Ш(., ; 1=1,2 UJ I Число перебранных лет меньше заданного “I ‘ вычисление частот полибоВ для каж дой из 5 культур, 3 Величины полива, Збида сброса I Вычисление частот межполивных интервалов для каждого м есяца, величины полива, вида сброса ' Е То ж е для величин сброса X Вычисление обеспеченности и печать результатов I Конец задачи Рис. 21. Блок-схема программы расчета режима орошения и осушения на ЭВМ «Минск-22»: /я — поливная норма; 1 1 — тем пература начала поливного периода; P i I t'i — суточные величины осадков п температуры воздуха; \ѴI , — зап ас влаги к началу и концу расчетного дн я с уче­ том осадков и испарения; А , — повторяемость межполивных интер­ валов при I типе сброса, число поливов в границах поливного периода сельскохозяйственной культуры # i= 0 ; Лз — аналогич­ но А I, II тип сброса # 2=0; А 3 — аналогично A i, III тип сброса # з ~ 0 ; В| — повторяемость величин сброса Q = a(W —m); В , — по­ вторяемость величин сброса Q = W - n - И — межполнвной интер­ вал; А ' ч— ветвление программы по разным сбросам. 11 Д . Б. Цнпрнс
2. Ключ 00Û1 вкл? — да=>4 4 нет 3. Печать исходных данных 4 4. Ввод таблицы температур и осадков для одного года 4 5. Если ключ 0001 не включен, печать исходных данных 4 { о Р<Р„ ( P - P 0) k P>P« 4 7. Определение начала поливного периода 8. 9. 10. т — іщ . = m, W2= m, W3= 0, «i = 0, u2= 0, u3= 0. l^i—5<0?-»-да = >28. I нет И. №2—5<0->-да = > 2 9 . I нет 12. Г 3- 5 > 0 ^ - д а = > 3 0 . 4 нет 13. 14. W / = Wi+ P - b W l і = 1,2,3. W t—т < 0 ?-*нет = > 31. 15. W2—m < 0 ? -> нет —> 32. 4 да 4 да 16. Ui — Ui+l і — 1,2,3. 4 17. Все дни месяца перебраны? — »- Н е т = > 1 0 ід а 18. Все 5 месяцев перебраны? — »- Н ет= > 10 4 да 19. Занесение числа поливов для каждой из 5 культур в таб лицу повторяемости. 20. т = т і+и і = 1,2. 21. Если і< 3 = > 9 . 22. Если число перебранных лет меньше заданного, т о = > 4 . 23. Вычисление таблицы частот поливов для каждой из пяти культур трех величин, трех видов сброса. 24. Вычисление таблицы частот межполивных интервалов и для каждого месяца, величины полива, трех видов сброса. 25. То же, для величин сброса. 26. Вычисление обеспеченности и печать результатов для меж­ поливных интервалов, величин сброса и числа поливов. 27. Конец задачи. 28. Занесение величины межполивного интервала (I тип сбро са) в таблицу повторяемости. Если полив попадает в границы по162
ливиого периода для какой-либо из пяти культур, то для соответ­ ствующей культуры число поливов=чнсло поливов+1 = > 1 1 «=0. 29. Аналогично 28 (II тип сброса) «2 = 0 . 30. Аналогично 28 (III тип сброса) из = 0 . 31. С = а ( W — m ) ° . Занесение величины сброса в таблицу повторяемости = >15. 32. C = W - m Занесение величины сброса в таблицу повторяемости Инструкция по заполнению исходных данных и исходные дан­ ные для контрольного варианта (для метеорологической станции Тогул). 1. Массив коэффициентов число лет (28) температура начала счета ( 10°) Аі ( 1.16) К2 Аз К* As поправочные коэффициенты к осадкам ( 1. 10) (1.09) ( 1. 10) (1.13) Po весь расчетный период { (153) <а Гначало и конец капуста 1 мая считается {(42) I поливного периода I (123) (ІІ.ѴІ— 1.IX) 1-м днем картофель I для культур {(76) 30 сентября — (15.VII—23.ѴІЦ) 153-м днем --------- " ....... II ! I (121] свекла, морковь \ 1(67) (6.ѴІІ—23.ѴІІІ) / 1(114) пастбище \ {(33) (2.ѴІ—23.ѴІІІ) / 1I (114) I ............. II. Осадки и температура за каждый день. Каждый год — в границах. Инструкция для счета 0. Включение АЦПУ. 1. Ввод программы А 2 = -270717466753. 2. Исходные данные на ввод. 3. Если не надо печатать исходные данные, включается ключ 1. 4. Сч Ак 1000 (ввод все время включен). I. , 5. О ст 1474 — конец задачи. Примечание 1. Исходные данные перфорировать с кодовой запятой, напри­ мер + 2,5. 2. После перевода из «10» в «2» числа в ячейках записаны как число с плавающей запятой. 3. Ввод групповой, на п/л адрес указывать не надо. Первый массив вводится в ячейки, начиная с 3402. Остальные (где задается тем­ пература и осадки) — с ячейки 35 000. 4. Используется обычный режим работы машины. 5. Начальный адрес программы — 200. 6. Конечный — 3500. 11* 163
Программа расчета режима орошения и осушения на ЭВМ «Минск-22» А дрес ячейки 00200 00201 00202 00203 00204 00205 00206 00207 - 00210 00211 00212 00213 00214 00215 00216 00217 00220 00221 00222 00223 00224 00225 00226 00227 00230 00231 00232 00233 00234 00235 00236 00237 00240 00241 00242 00243 00244 00245 00246 00247 00250 00251 00252 00253 00254 00255 164 К о д операции +60 + 17 +50 +56 +50 + 17 +70 +50 +72 +40 +67 + 17 +62 +40 +17 +40 +50 + 17 +56 +57 +56 + 17 +50 +72 +46 + 17 + 17 + 17 + 17 + 17 + 17 +50 +17 +17 +17 +50 + 17 + 17 +•17 +17 +17 +54 +50 +17 +42 +60 II н А1 А2 40 17 54 60 76 17 45 61 45 • 55 50 53 45 62 55 17 42 17 44 56 67 52 6167 1760 4017 5670 1717 1756 5550 6556 1717 5572 6153 4562 5457 6360 4067 1757 5556 5745 4017 5760 5572 5674 5045 1717 1717 1717 1717 1717 1717 1717 1717 1717 1717 1717 1746 1717 1717 1717 1717 1717 1717 4657 5572 5562 5372 4753 4562 4546 1717 4555 1750 6163 7617 4455 1744 4517 5617 1717 4560 4017 4053 5653 4356 6050 1717 4042 4517 6464 5562 1717 1717 1717 1717 4650 1717 1717 1746 1717 1717 1717 5050 1717 1717 5073 1756 1717 6217 5653 4517 4560 1717 5067 66 17 17 17 17 17 17 17 17 50 17 17 17 17 17 17 17 17 17 45 42 50 40 40
Продолж ение Адрес ячеіікн 00256 00257 00260 00261 00262 00263 00264 00265 00266 00267 00270 00271 00272 00273 00274 00275 00276 00277 00300 00301 00302 00303 00304 00305 00306 00307 00310 00311 00312 00313 00314 00315 00316 00317 00320 00321 00322 00323 00324 00325 00326 00327 00330 00331 00332 00333 00334 00335 00336 Код операции +55 + 41 +45 +50 +56 +67 + 14 +76 +76 +76 +54 +50 +50 +40 +61 + 60 +00 +00 +00 +54 +56 +55 +47 +55 +53 +67 +17 +56 + 17 +40 +42 +25 + 13 +37 +52 +40 +55 +52 +40 +55 +61 —62 —10 -6 2 -2 0 —62 +00 —62 -6 2 и н 56 45 55 17 41 16 57 25 25 25 17 75 75 42 45 73 00 00 00 25 62 50 41 56 40 50 57 42 43 00 00 00 00 00 40 17 76 40 17 45 42 00 00 01 01 00 00 00 00 А1 5117 6157 5556 1717 4561 1717 6056 6422 4213 5617 4017 5573 5373 4363 5562 1717 0000 0000 0000 1717 4245 4517 7262 5117 4350 6153 5653 1717 5644 0000 0000 0000 0000 0000 5763 1760 7617 5763 6160 5756 , 4552 2400 0641 5050 0331 7400 0000 2400 1400 А2 1756 4567 6162 1717 5745 1717 6614 5723 5417 1717 5117 1717 1717 6162 7641 1717 0040 0100 0140 1717 4445 1750 5667 1742 1717 5617 5042 4217 7217 0000 0000 0000 0000 0000 6162 4055 1717 6162 4544 4744 5340 0000 0001 0200 0642 0000 0000 0000 0000 165
П родолж ение А дрес ячейки 00337 00340 00341 00342 00343 00344 00345 00346 00347 00350 00351 00352 00353 00354 00355 00356 00357 00360 00361 00362 00363 00364 00365 00366 00367 00370 00371 00372 00373 00374 00375 00376 00377 00400 00401 00402 00403 00404 00405 . 00406 00407 00410 00411 00412 00413 00414 00415 00416 ]66 К о д операции —62 —62 —62 -6 2 —62 —62 -6 2 -6 2 —62 -6 2 -6 2 -1 0 -6 2 —20 -6 2 -6 2 —62 —62 -6 2 -6 2 —62 —62 —62 —62 +00 +00 -6 2 -1 0 -6 2 —20 —62 -6 2 —30 +35 + 17 +46 -1 0 — 10 -1 0 —30 +34 +64 +55 -3 2 +35 —73 -1 6 -1 6 и н 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 А1 А2 5060 5066 5074 7400 1400 2400 5010 5016 3024 7400 2400 0641 5010 0353 3062 7400 1400 2400 4010 4011 3012 4030 4031 3032 0000 0000 2400 0643 5010 0373 7400 1400 1013 0443 0444 0443 0436 0437 0040 0411 0440 0417 0041 0407 0041 0041 0000 0000 0207 0210 0211 0000 0000 0000 0212 0213 3402 0000 0000 0001 0214 0642 3403 0000 0000 0000 0313 0315 4402 0314 0315 4403 0000 0000 0000 0001 0223 0642 ОООО 0000 0000 0040 0000 0040 0041 0042 0043 0044 0041 0042 0040 0413 0041 0043 0041 0044
Продолженіи операции 00417 00420 00421 00422 00423 00424 00425 00426 00427 00430 00431 00432 00433 00434 00435 00436 00437 00440 00441 00442 00443 00444 00445 00446 Q0447 00450 00451 00452 00453 00454 00455 00456 00457 00460 00461 00462 00463 00464 00465 00466 00467 00470 00471 00472 00473 00474 00475 00476 +67 +42 — 10 + 71 -3 4 +64 +64 -3 4 +30 +72 +76 + 21 -3 0 -1 0 -3 0 +40 +70 +50 —74 +00 +62 +00 +52 +45 +62 -6 2 —10 —62 —20 -6 2 -6 2 -1 0 -6 2 -6 2 —62 -2 0 -6 2 -1 0 -6 2 -6 2 —62 -6 2 —62 -6 2 —62 -6 2 —62 -6 2 и H 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 17 00 00 00 00 31 00 00 40 53 60 00 00 01 01 00 00 00 01 01 01 01 00 00 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 Al 0043 0041 0441 0043 0424 . 0417 0417 0422 0440 0043 0042 0044 0425 0042 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 6062 7317 4042 1400 0644 7024 0452 7400 1400 0643 5011 5017 5025 0457 2400 0646 ЗОН 3024 3037 3052 3065 3100 3113 3126 3141 3154 A2 0104 0041 0043 0042 0427 0041 0043 0435 0041 0044 0042 0041 0041 0000 0000 0001 0000 0004 0000 0000 0007 0035 5664 1717 7217 0000 0001 0230 0642 0000 0000 0001 0246 0247 0250 0645 0000 0001 3500 3501 3576 3577 3672 3673 3770 3771 4066 4067 167
Ііродолженйё Адрес ячейки К о д операции И н 00477 00500 00501 00502 00503 00504 00505 00506 00507 00510 00511 00512 00513 00514 00515 00516 00517 00520 00521 00522 00523 00524 00525 00526 00527 00530 00531 00532 00533 00534 00535 00536 00537 00540 00541 00542 00543 00544 00545 00546 00547 00550 00551 00552 00553 00554 00555 00556 -6 2 -2 0 —62 -6 2 -6 2 —62 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 +00 +00 +00 +00 +00 + 00 +00 -1 0 —62 -6 2 -2 0 -6 2 -6 2 +00 +00 -1 0 -1 0 —62 -2 0 -6 2 +00 +00 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 —62 -6 2 -6 2 —62 —62 -6 2 -6 2 -6 2 +00 — 10 -3 1 +00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 0000 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 00 00 00 00 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 168 А1 7400 0465 зон 3024 3065 3100 3113 3126 7400 1400 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0650 2400 5030 0522 7400 1400 0000 0000 0000 0651 4000 0532 7400 0000 0000 5004 5012 4020 3040 • 5037 4064 3104 5103 4130 3150 5147 7400 0000 0653 0532 5005 А2 0000 0647 3574 3575 3766 3767 4064 4065 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0251 0642 0000 0000 0000 0000 0535 0001 0316 0652 0000 0000 0000 0262 0263 0317 0276 0301 0317 0277 0301 0317 0300 0301 0000 0000 0001 0535 0264
П родолж ение p ec ячсПк 00557 00560 00561 00562 00563 00564 00565 00566 00567 00570 00571 00572 00573 00574 00575 00576 00577 00600 00601 00602 00603 00604 00605 00606 00607 00610 00611 00612 00613 00614 00615 00616 00617 00620 00621 00622 00623 00624 00625 00626 00627 00630 00631 00632 00633 00634 00635 00636 К од о п ер а ц и и -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 —62 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 —62 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 —62 -6 2 -6 2 -6 2 +00 -3 1 —62 +00 -1 0 -6 2 —20 +00 -1 0 -6 2 -2 0 -1 0 -6 2 —20 -6 2 -6 2 +00 +00 +00 +00 +00 -1 0 -6 2 -2 0 -1 0 -6 2 -2 0 -6 2 И н 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 00 01 01 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 01 01 00 А1 А2 5005 4020 7023 4034 7037 4050 7053 4064 7067 4100 7103 4114 7117 4130 7133 4144 7147 4160 7163 7400 0000 0531 1400 0000 0650 4020 0610 0264 0317 0265 0317 0266 0317 0267 0317 0265 0317 0266 0317 0267 0317 0265 0317 0266 0317 0267 0000 0000 0535 0000 0000 0001 0317 0654 0000 0001 0302 0642 0001 0255 0642 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0307 0642 0001 0255 0642 0000 оооо 0643 5030 0614 0643 5066 0617 7400 1400 0000 0000 0000 0000 0000 0655 5030 0631 0643 5060 0634 7400 •
П родолж ение А дрес ячейки Ко д операции 00637 00640 00641 00642 00643 00644 00645 00646 00647 00650 00651 00652 00653 00654 00655 00656 00657 00660 00661 00662 00663 00664 00665 00666 00667 00670 00671 ООѲ72 00673 00674 00675 00676 00677 00700 00701 00702 00703 00704 00705 00706 00707 00710 00711 00712 00713 00714 00715 00716 -6 2 +00 + 00 +00 - 1-00 +00 +00 +00 +00 +00 + 01 4-00 - і-01 +00 +00 +00 +00 +55 + 17 +50 + 64 +42 +56 +42 +00 -1 0 —62 —20 -6 2 -6 2 —30 +00 +00 —11 +72 +12 —10 -7 5 -1 0 170 ' +66 +07 —34 -1 0 —30 +35 +16 +34 +64 И н 00 00 06 00 04 15 00 35 00 10 77 00 57 00 03 00 00 50 17 66 64 55 61 17 00 00 01 01 00 00 00 00 00 17 00 17 00 00 15 00 00 00 00 00 00 00 00 00 А1 А2 1400 0000 0000 0006 0000 0000 0022 0000 0000 0000 0000 0001 0020 0014 0000 0000 0000 4655 4360 4017 4552 7265 4044 1717 0000 0641 5010 0671 3062 7400 1020 0000 0000 0000 0726 0000 0727 0727 0000 0707 0730 0713 0042 0716 0042 0041 0731 0721 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000 о о о о 0002 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 7676 4055 1774 6250 1717 5256 1717 0000 0001 0660 0642 3411 0000 0000 0000 0000 0000 0016 0015 0040 0041 0043 0044 0040 0711 0040 0000 0044 0041 0042 0043
П родолж ение К о д о п ер а ц и и 00721 00722 00723 00724 00725 00726 00727 00730 00731 00732 00733 00734 00735 00736 00737 00740 00741 00742 00743 00744 00745 00746 00747 00750 00751 00752 00753 00754 00755 00756 00757 00760 00761 00762 00763 00764 00765 00766 00767 00770 00771 00772 00773 00774 00775 00776 -3 4 -7 2 +47 -3 0 -2 0 -2 0 -3 0 —00 +40 +70 +50 +00 +00 -3 2 -1 0 -3 0 +00 -1 0 +72 +06 +67 + 06 +25 -3 2 +25 -3 2 +00 +10 —20 +20 -1 0 + 07 -3 4 + 10 -2 0 + 71 +06 +05 -3 0 -1 0 +26 +25 +46 +25 + 37 + 17 -3 0 +00 И н 00 00 00 іб іб 15 17 00 00 00 00 00 00 00 00 17 00 17 00 00 00 00 15 00 15 00 00 00 15 00 15 15 00 00 15 00 00 16 00 15 15 15 00 16 00 16 00 00 А1 0706 0731 0040 0723 0724 0703 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0736 3005 0001 0000 0000 0777 0016 0743 0016 0000 0747 0001 0751 0000 0776 0747 0776 0001 0000 0766 0776 0755 0777 0017 0000 0734 0001 0000 0000 0041 0000 0041 0000 0734 0001 А2 • ■ 0720 0041 0104 0000 0727 0725 0000 7777 0001 0000 0004 0000 0000 0735 0042 0000 0000 0016 0015 0016 0014 0016 0040 0755 0040 0766 0000 0016 0755 001-6 0000 0000 0760 0016 0755 0017 0016 0000 0042 0000 0041 0040 0041 0001 0000 0000 0042 0001 171
Код операции 00777 01000 01001 01002 01003 01004 01005 01006 01007 01010 01011 01012 01013 01014 01015 01016 01017 01 02 0 01021 01022 01023 01024 01025 01026 01027 01030 01031 01032 01033 01034 01035 01036 01037 01040 01041 01042 01043 01044 01045 01046 01047 01050 01051 01052 01053 01054 01055 +77 —10 -10 -20 —10 -10 -20 -3 1 -6 2 -5 0 -3 5 -3 0 —10 -6 2 -20 -6 2 -3 0 —31 +00 +00 -5 0 -3 5 -3 1 -3 1 +04 -10 -10 —10 +25 +37 -3 2 -3 0 —10 + 10 —20 -20 +00 +00 +00 -10 -10 —10 —10 -10 —10 +25 -3 2 + 10 и н 77 00 01 01 00 21 01 00 00 00 00 00 00 01 01 00 00 00 21 00 00 00 00 00 61 00 00 02 01 02 00 01 01 00 03 02 00 00 00 00 00 00 .00 00 04 05 00 • 00 А1 7777 3000 0000 1001 3002 0000 1004 0327 1400 0000 0001 0335 3003 ЗОЮ 1014 7400 6700 0700 3402 0000 0000 0001 0450 0700 3500 0000 3003 3370 3411 3404 1036 1040 3005 3006 1033 1032 0000 0000 0000 0000 0000 0000 3003 0000 3370 3403 1070 3006 А2 0000 0001 3402 3001 0001 0000 3001 0334 0000 3402 1020 0000 0001 3404 3004 0000 0000 0017 3402 0000 3500 1026 0512 0017 3500 0001 0002 0003 3500 0000 1037 3500 3500 0001 0000 3007 0000 0000 0000 3445 3446 3447 0004 0005 0006 3501 1056 0005
fîpoôojiM em ie Код операции 01057 01060 01061 01062 01063 01064 01065 01066 01067 01070 01071 01072 01073 01074 01075 01076 01077 01100 01101 01102 01103 01104 01105 01106 01107 OHIO 01111 01112 01113 01114 01115 01116 01117 01120 01121 01122 01123 01124 01125 01126 01127 01130 01131 01132 01133 01134 01135 01136 -2 0 +10 + 10 +00 —20 -0 0 +00 +00 +00 — 10 — 10 — 10 — 10 -1 0 —10 — 10 —20 -1 0 —10 -1 0 — 10 — 10 — ІО — 10 -1 0 — 10 -1 0 —10 -1 0 +25 -3 2 +25 —32 +25 -3 2 — 10 + 11 +12 + 11 +12 +15 +17 +27 +46 +15 +46 +15 +26 и н 06 00 00 00 04 00 16 00 00 00 00 00 00 00 00 17 17 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 05 00 05 00 07 00 00 00 07 00 07 07 А1 А2 1054 ЗОЮ ЗОН 0000 1053 0000 0000 0000 0000 0004 0005 0006 3375 3014 1065 0000 1076 3445 3446 3451 3450 3451 3452 3437 3437 3437 0000 0000 0000 3016 1116 3016 1120 3016 1122 3014 0000 0000 0000 0000 0040 3017 0041 3016 0040 0042 0040 3436 0000 3445 3446 0000 3007 0000 0000 0000 0000 3450 3451 3452 3437 0010 0017 3460 3001 0001 0002 0020 0004 0005 0006 3430 3431 3432 3441 3442 3443 3430 1540 3431 1600 3432 1633 0007 3500 0040 3501 0041 3430 0000 0000 0042 3430 3436 3430 3433 173
Продолжение А д р е с ячейки 01137 01140 01141 01142 01143 01144 01145 01146 01147 01150 01151 01152 01153 01154 01155 01156 01157 01160 01161 01162 01163 01164 01165 01166 01167 01170 01171 01172 01173 01174 01175 01176 01177 01200 01201 01202 01203 01204 01205 01206 01207 01210 01211 01212 01213 01214 01215 01216 174 Код операции + 14 -2 0 +25 —32 +25 -3 2 +00 + 10 -1 0 -1 0 — 10 -1 0 -2 0 -1 0 +10 + 10 + 10 -2 0 -1 0 + 10 +10 +00 +00 +00 +00 -1 0 -1 0 —10 -1 0 — 10 -1 0 -1 0 + 14 + 14 +05 —34 +10 —20 + 14 +10 . +10 -2 0 +10 ■ —20 +00 +10 -2 0 +00 и н 07 07 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 06 04 00 00 00 04 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 13 00 00 12 00 00 12 11 00 00 14 00 16 00 00 10 00 А1 А2 3015 1127 3437 1477 3437 1517 0000 3006 3433 3434 3435 0005 1114 3371 ЗОЮ ЗОН 3012 1114 3376 3021 3022 0000 0000 0000 0000 3003 0000 3447 3014 0015 3023 3460 3024 0444 0040 1203 3001 1201 3015 3007 3025 1174 3030 1173 0000 3020 1075 0000 3441 3001 3433 1143 3434 1145 0000 0005 3430 3431 3432 0020 0000 0006 0001 0002 0003 3007 3437 3445 3446 0000 0000 0000 0000 0016 0013 0015 0014 ООП 0012 0040 0040 0040 3100 1205 ООП 3001 4200 0013 0015 0000 0015 0000 0000 3447 3007 0000
П родолж ение pec ячеі 01217 01220 01221 01222 01223 01224 01225 01226 01227 01230 01231 01232 01233 01234 01235 01236 01237 01240 01241 01242 01243 01244 01245 01246 01247 01250 01251 01252 01253 01254 01255 01256 01257 01260 01261 01262 01263 01264 01265 01266 01267 01270 01271 01272 01273 01274 01275 01276 и н од операции +00 +24 +17 + 17 + 07 -3 4 +00 +00 +00 -1 0 —10 -1 0 + 11 +12 + 15 - j~ l6 -1 0 -2 0 + П + 12 + 44 +45 —33 -3 0 -1 0 -2 0 + 10 -2 0 +00 +00 -1 0 -1 0 + П +12 -1 0 + 15 +16 -1 0 —20 + 11 +12 +44 +45 —33 —30 -1 0 -2 0 +10 . ' 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 12 00 12 12 00 00 00 12 00 12 12 12 00 03 00 00 00 00 00 00 00 32 00 32 12 00 00 00 32 00 3232 12 00 А1 А2 0000 3015 3024 0444 3005 1023 0000 0000 0000 3031 0000 3005 3023 0000 0040 3005 0040 1235 3023 0000 3032 0040 1246 1250 3005 1244 3025 1232 0000 0000 3031 0000 3033 0000 3005 0040 3005 0040 1262 3033 0000 3032 0040 1273 1275 3005 1271 3026 0000 3402 0000 0000 0000 1225 0000 0000 0000 0003 ООП 0040 ООН 0012 4200 0040 4200 3001 ООП 0012 0040 4200 1247 4200 4200 3001 ООП 0000 0000 0000 0003 ООП ООП 0012 0040 0000 0040 0000 3001 ООН 0012 0040 0000 1274 0000 0000 3001 ООП 175
П родолж ение Адрес ячейки Код операции 01277 01300 01301 01302 01303 01304 01305 01306 01307 01310 01311 01312 01313 01314 01315 01316 01317 01320 01321 01322 01323 01324 01325 01326 01327 01330 01331 01332 01333 01334 01335 01336 01337 01340 01341 01342 01343 01344 01345 01346 01347 01350 01351 01352 01353 01354 01355 01356 -2 0 -1 0 -1 0 +11 +12 -1 0 +15 + 16 —10 -2 0 +44 + 11 + 12 +45 —33 -3 0 -1 0 -2 0 +10 —20 +00 +00 +00 -1 0 -1 0 -1 0 -1 0 + 11 +12 — 10 —20 -1 0 -1 0 -3 1 +00 -1 0 + 10 -2 0 + 61 +12 —20 -1 0 + 11 +12 —31 — 10 -2 0 +00 176 • ■ и н 03 00 00 00 00 00 32 00 32 12 00 00 00 32 00 32 32 12 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 52 12 00 01 00 77 04 00 01 00 00 03 00 01 00 00 01 01 00 А1 А2 1257 3034 0000 3035 0000 3005 0040 3005 0040 1305 3032 3035 0000 0040 1316 1320 3005 1314 3027 1302 0000 0000 0000 0000 0000 3031 0000 3033 0000 0000 1334 3003 3040 0740 3500 0042 3001 1337 3037 ООН 1332 3052 0000 0000 0400 0042 1351 0000 0000 0003 ООП ООП 0012 0040 4750 0040 4750 3001 0040 ООП 0012 4750 1317 4750 4750 3001 ООП 0000 0000 0000 0000 1356 0004 0003 ООП ООП 0012 3500 3036 0001 0040 0017 3152 3600 0004 3007 3026 ООП 0000 0001 3600 0040 0017 3600 3001 0000
П родолж ение А д р е с ячейки Ко д операции 01357 01360 01361 01362 01363 01364 01365 01366 01367 01370 01371 01372 01373 01374 01375 01376 01377 01400 01401 01402 01403 01404 01405 01406 01407 01410 01411 01412 01413 01414 01415 01416 01417 01420 01421 01422 01423 01424 01425 01426 01427 01430 01431 01432 01433 01434 01435 01436 +00 -3 5 -3 0 —10 — 10 -1 0 —60 +10 —20 -6 0 -2 0 -6 0 +00 -3 0 -3 1 —10 -1 0 -1 0 + 11 + 12 -1 0 —20 —10 -1 0 +05 -3 4 -3 0 -3 1 +00 -1 0 +10 -2 0 +61 +12 -2 0 -1 0 + 11 + 12 -3 1 -1 0 —20 —35 -3 0 —10 —10 -1 0 —60 -1 0 I? Д. Б, Цнприр и н 00 00 00 00 00 00 04 00 02 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 52 12 00 01 00 00 00 00 63 04 00 01 00 00 03 00 01 00 00 01 01 00 00 00 00 00 04 00 А1 А2 0000 0002 1375 0000 3031 3003 2400 3001 1365 3400 1364 3400 0000 1376 2000 0000 3034 0000 3035 0000 4750 1403 3003 3045 3005 1412 1414 0740 3500 0042 3001 1406 3037 ООП 1401 3053 0000 0000 0400 0042 1423 0002 1446 0000 3034 3003 2400 3001 0000 1362 0000 0004 0001 0002 3600 0004 0000 0000 0000 0000 0000 0000 2014 0004 0003 ООП ООН 0012 3500 3036 0001 0040 3563 1411 0042 0017 3250 3600 0004 3007 3027 ООП 0000 0001 3600 0040 0017 3600 3001 1432 0000 0004 0001 0002 3600 0004 177
А2 Код операции 01441 01442 01443 01444 01445 01446 01447 01450 01451 01452 01453 01454 01455 01456 01457 01460 01461 01462 01463 01464 01465 01466 01467 01470 01471 01472 01473 01474 01475 01476 01477 01500 01501 01502 01503 01504 01505 01506 01507 01510 01511 01512 01513 01514 01515 01516 -2 0 -6 0 -2 0 -6 0 +00 +00 -3 0 -3 1 +00 —10 —10 -1 0 + 11 + 12 -1 0 -2 0 -1 0 —10 —31 +00 -1 0 +10 -2 0 + 61 +12 —20 —31 —31 —00 +00 +00 +00 -3 0 — 10 -3 1 +34 -1 0 —10 +25 -3 4 —32 + 10 -2 0 + 14 +24 -3 0 +00 +00 02 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 12 12 00 01 00 51 04 00 01 00 00 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 12 00 00 00 12 31 00 00 00 00 1435 3400 1434 3400 0000 0000 1450 2160 0000 3031 0000 0000 3023 0000 4200 1455 3003 3040 0740 3500 0042 3001 1460 3037 ООП 1453 1350 2020 0000 0Q00 0000 0000 1500 3055 1664 3054 0002 3035 0042 1507 1510 3001 1505 3015 0042 1143 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 2174 0000 0003 0004 ООП ООП 0012 3500 3036 0001 0040 0017 3100 3600 0004 3007 3025 ООП 0000 1356 2046 0000 0000 0000 0000 0040 0041 0017 0042 ООП 0012 3250 1512 1512 ООП 3001 4750 3433 0000 0000 0000
П родолж ение операции 01520 01521 01522 01523 01524 01525 01526 01527 01530 01531 01532 01533 01534 01535 01536 01537 01540 01541 01542 01543 01544 01545 01546 01547 01550 01551 01552 01553 01554 01555 01556 01557 01560 01561 01562 01563 01564 01565 01566 01567 01570 01571 01572 01573 01574 01575 01576 +25 -3 0 —10 -1 0 +25 -3 4 —32 + 10 -2 0 +14 +24 -3 0 +00 +00 +00 +00 +00 + 14 -1 0 -1 0 +25 —34 -3 2 + 10 -2 0 +14 -1 0 +60 -7 5 + 10 —72 -1 0 -1 0 +25 -3 4 -3 2 +25 -3 4 -3 2 + 14 +10 —20 -1 0 -3 0 +00 +00 +00 +00 и н 00 00 00 00 .12 00 00 00 12 31 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 12 00 00 00 12 31 00 00 00 00 00 00 00 11 00 00 11 00 00 12 00 11 00 00 00 00 00 00 А1 А2 3437 1521 0002 3035 0041 1525 1526 3001 1523 3015 0041 1145 0000 0000 0000 0000 0000 3437 0001 3033 3441 1545 1546 3001 1543 3015 3005 3056 0020 0041 3057 3003 0000 0040 1562 1567 0040 1565 1566 3015 3060 1560 0005 1116 0000 0000 0000 0000 3434 0041 ООП 0012 3250 1530 1530 ООП 3001 5034 3434 0000 0000 0000 0000 0000 0000 3430 ООН 0012 3152 1550 1550 ООН 3001 0000 3441 0020 0040 0040 0040 ООП 0012 3412 1567 1563 3413 1567 1567 3460 0012 3006 0020 ОООО 0000 0000 0000 0000 - 179
П родолж ение Адрес ячейки Код операции и н А1 А2 01577 01600 01601 01602 01603 01604 01605 01606 01607 01610 01611 01612 01613 01614 01615 01616 01617 01620 01621 01622 01623 01624 01625 01626 01627 01630 01631 01632 01633 01634 01635 01636 01637 01640 01641 01642 01643 01644 01645 01646 01647 01650 01651 01652 01653 01654 01655 01656 +00 + 14 — 10 -1 0 +25 -3 4 -3 2 + 10 -2 0 + 14 —10 +60 -7 5 + 10 -7 2 -1 0 -1 0 +25 -3 2 +25 -3 4 -3 2 + 14 +10 -2 0 — 10 -3 0 +00 + 14 -1 0 —10 +25 —34 -3 2 + 10 —20 +14 —10 +60 -7 5 + 10 -7 2 -1 0 —10 +25 -3 2 +25 -3 4 00 00 00 00 12 00 00 00 12 31 00 00 00 00 00 00 00 11 00 11 00 00 12 00 11 00 00 00 00 00 00 12 00 00 00 12 31 00 00 00 00 00 00 00 11 00 11 00 0000 3437 0001 3033 3442 1605 1606 3001 1603 3015 3005 3056 0020 0041 3057 3003 0000 0040 1626 0040 1624 1625 3015 3060 1620 0005 1120 0000 3437 0001 3033 3443 1640 1641 3001 1636 3015 3005 3056 0020 0041 3057 3003 0000 0040 1661 0040 1657 0000 3431 ООП 0012 3152 1610 1610 ООН 3001 0070 3442 0020 0040 0040 0040 ООП 0012 3412 1622 3413 1626 1626 3461 0012 3006 0020 0000 0000 3432 ООП 0012 3152 1643 1643 ООП 3001 0160 3443 0020 0040 0040 0040 ООП 0012 3412 1655 3413 1661 180 ,
л П родолж ение Адрес ячейки 01657 01660 01661 01662 01663 01664 01665 01666 01667 . 01670 01671 01672 01673 01674 01675 01676 01677 01700 01701 01702 01703 01704 01705 01706 01707 01710 01711 01712 01713 01714 01715 01716 01717 01720 01721 01722 01723 01724 01725 01726 01727 01730 01731 01732 01733 01734 01735 01736 Код операции и н А1 А2 —32 + 14 +10 -2 0 -3 0 +05 —34 -1 0 -3 0 -1 0 -1 0 +73 -3 2 -3 4 -0 0 + 16 +27 + 46 +36 +37 +17 +37 + 17 +37 + 17 +36 +61 +26 —72 +37 + 17 +36 +27 —32 +45 —30 + 16 +24 -3 2 + 16 +24 -1 0 -1 0 +35 +16 -2 0 -7 2 +67 00 12 00 11 00 00 00 00 17 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ' 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 16 16 00 00 1660 3015 3060 1653 1122 0040 1670 3005 0000 0041 0040 1742 1674 1676 0041 1743 1744 0042 0042 1745 1746 0043 1747 0043 1750 0042 1677 1751 1702 1752 0042 0045 1753 1675 1752 1723 1754 0044 1730 1764 1764 1765 1755 0045 1755 1732 1760 0044 1661 3462 0012 3006 0000 3005 1666 0042 0000 0045 0044 0000 1675 1675 0040 0042 0036 0042 0043 0006 0000 0000 0000 0000 0000 0042 0044 0043 0043 0000 0000 0043 0000 1721 0043 0045 0044 0045 1726 0045 0044 0016 0042 0042 0042 1765 0044 0136 181
Продолженіи А дрес ячейки Ко д операции 01734 01740 01741 01742 01743 01744 01745 01746 01747 01750 01751 01752 01753 01754 01755 01756 01757 01760 01761 01762 01763 01764 01765 01766 01767 01770 01771 01772 01773 01774 01775 01776 01777 02000 02001 02002 02003 02004 02005 02006 02007 02010 02011 02012 02013 02014 02015 02016 +62 -7 2 -3 0 —77 +55 +00 +46 +63 +52 +40 +00 +54 +53 +00 +55 +45 +54 ■+47 +70 +75 “j-54 +40 +00 +00 +00 +00 +00 +00 +00 +00 +00 + 00 +00 —31 —10 —10 -6 2 —62 —31 +10 -2 0 -6 2 —62 -6 2 -3 1 +00 +00 +00 182 . il H 00 00 00 77 20 00 47 12 52 00 40 27 52 00 32 37 00 30 65 37 27 00 06 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ■ 00 00 06 00 00 00 06 00 00 00 00 00 00 00 Al A2 1736 0044 0017 7777 2363 0000 4525 0035 5331 0000 0000 1027 6117 0000 0170 0276 3364 1027 4604 6745 1030 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0520 0000 2072 5064 7400 2050 2071 2003 5064 5072 7400 2050 0000 0000 0000 0044 0042 0000 7400 1400 0000 2101 0501 1400 0002 0000 7400 4406 0035 0117 0114 7111 4506 3104 7502 0400 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0526 0005 0006 0270 0000 2066 0005 3001 0274 0275 0000 2066 0000 0000 0000
П родолж ение pec ячеі 02017 02020 02021 02022 02023 02024 02025 02026 02027 02030 02031 02032 02033 02034 02035 02036 02037 02040 02041 02042 02043 02044 02045 02046 02047 02050 02051 02052 02053 02054 02055 02056 02057 02060 02061 02062 02063 02064 02065 02066 02067 02070 02071 02072 02073 02074 02075 02076 [. операции +00 -3 1 -1 0 -1 0 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 -3 1 + 10 -2 0 -6 2 -6 2 -3 1 + 10 -6 2 -6 2 -6 2 -3 1 +10 -6 2 -6 2 —31 +00 +00 -3 1 —10 — 10 -1 0 +10 -6 2 -3 1 +10 -6 2 -2 0 -6 2 +10 -2 0 -3 1 +00 +00 +0 0 +0 0 +00 +00 +00 +00 + 0 0 и н 00 00 00 00 06 06 06 00 00 00 06 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 00 00 02 02 00 00 04 00 00 10 00 00 03 01 00 05 00 А1 0000 0630 0000 2073 5054 5062 5070 7400 2050 2071 2023 5064 7400 2050 2071 5060 5066 7400 2050 2071 5064 7400 2050 0000 0000 0530 3003 0000 0005 0003 3004 0607 2067 3021 2060 7400 3001 2053 0531 0000 0000 0014 0000 0000 0000 00000000 0022 А2 0000 0640 0005 0006 0320 0321 0322 0000 2066 0005 2074 0326 0000 2066 0005 0445 0446 0000 2066 0005 0447 0000 2066 0000 0000 0606 0004 0003 0002 0002 3340 0612 0002 3600 2070 0000 0003 0000 0535 0000 0000 0005 0055 0000 0000 0003 0000 0005 153
Кол. операции 02077 02100 02101 02102 02103 02104 02105 02106 02107 02110 02111 02112 02113 02114 02115 02116 02117 02120 02121 02122 02123 02124 02125 02126 02127 02130 02131 02132 02133 02134 02135 02136 02137 02140 02141 02142 02143 02144 02145 02146 02147 02150 02151 02152 02153 02154 02155 02156 +00 —31 —62 - 62 -6 2 -6 2 —62 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 —10 -3 1 -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 —62 —62 -6 2 —62 -6 2 -6 2 -6 2 —62 —62 —62 —31 +00 — 10 — 10 -1 0 +10 -6 2 +00 +10 -6 2 -2 0 -6 2 ■+10 —20 —31 +00 +00 -1-00 А2 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 00 00 02 02 00 00 04 00 00 00 00 0000 0531 5004 5012 4020 3040 5037 4064 3104 5103 4130 3150 5147 7400 0653 0532 5005 4020 7026 4042 7050 4064 7072 4106 7112 4130 7136 4152 7160 7400 0531 0000 3003 0000 0005 0003 3004 0000 2075 3024 2146 7400 3001 2141 0531 0000 0000 0000 ■ 0036 0535 0262 0263 0317 0276 0301 0317 0277 0301 0317 0300 0301 0000 0001 0535 0264 0317 0265 0317 0266 0317 0265 0317 0266 0317 0265 0317 0266 0000 0535 0000 0004 0003 0002 0002 3345 0000 0002 3600 2076 0000 0003 0000 0535 0000 0000 0000
Код операции 02157 02160 02161 02162 02163 02164 02165 02166 02167 02170 02171 02172 02173 02174 02175 02176 02177 +00 -3 1 -1 0 —10 -6 2 -6 2 —31 + 10 -2 0 -6 2 —62 -6 2 -3 1 +00 +00 +00 +00 и н АХ 00 00 00 00 06 00 00 00 06 00 00 00 00 00 00 00 00 0000 0613 0000 2072 5064 7400 2100 2077 2163 5064 5072 7400 2100 0000 0000 0000 0000 А2 0000 . 0623 0005 0006 0270 0000 2154 0005 3001 0274 0275 0000 2154 0000 0000 0000 0000
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ 1. А л е к с е е в Г. А. Динамика инфильтрации дождевой во­ ды в почву. — Труды ГГИ, 1948, вып. 6 (60). 2. А л п а т ь е в А. М. Влагооборот культурных растений, Л., Гидрометеоиздат, 1954. '3 . А л п а т ь е в А. М. Влагообороты в природе и их преоб­ разования. Л., Гидрометеоиздат, 1969. 4. А л п а т ь е в С. М. К вопросу о расчетной обеспеченности дефицита водного баланса при проектировании орошения.—Сб. Вод­ ное хозяйство, вып. 2. Киев, нзд. «Урожай, 1965. 5. А л п а т ь е в С. М. Методические указания по расчетам режимов орошения сельскохозяйственных культур на основе биоклимэтического метода.— Минмелиоводхоз СССР, УкрНИИГиМ. Киев, 1967. 6. Б а б у ш к и н Л. Н. О диагностике нуждаемости овощных растений в поливе по концентрации сока. Физиология растений, т. VI, вып. 4, 1959. 7. Б а л з а р я в и ч у с П., А к с о м а й т и с П. Двухстороннее регулирование водного режима культурных пастбищ и некоторых сельскохозяйственных культур на минеральных почвах Литовской ССР.—Труды Литовского НИИ гидротехники и мелиорации, вып. VI. Вильнюс, изд. «Минтис», 1968. 8. Б е ф а и и А. Н. Теоретическое обоснование методов ис­ следования и расчета паводкового стока рек Дальнего Востока.— Труды ДВНИГМИ, вып. 22, 1966. 9. Б у д а г о в с к и й А. И. Впитывание воды в почву. М., 1955. 10. Б у д а г о в с к и й А. И. Испарение почвенной влаги. М , изд. «Наука», 1964.' 11. Б у д ы к о М. И. Тепловой баланс земной поверхности. Л„ Гидрометеоиздат, 1956. 12. Б у д ы к о М. И., Д р о з д о в а - Л. А. О применении осред­ нения в климатических исследованиях.—«Метеорология и гидроло­ гия», 1966, № 10. 13. В о л к о в с к и й П. А. Опыт использования закрытого дре­ нажа для увлажнения пойменных земель.— «Гидротехника и ме­ лиорация», 1965, № 6. 14. В у ц а н с А. Я. Исследование вопросов дождевания куль­ турных пастбищ на осушенных минеральных почвах в условиях юго-западной части Латвийской ССР.— Автореферат диссертации
на соискание ученой степени канд. сельскохозяйственных наук. Елгава, 1969. 15. Г а р и н К. С. К методике определения концентрации сухих веществ в отжатом соке из листьев кукурузы.— Труды Волгоград­ ской опытно-мелиоративной станции, вып. III. Волгоград, НижнеВолжское книжное издательство, 1968. 16. Г е й т м а и Б. Г. Отчет по теме «Двухстороннее регулиро­ вание водного режима с.-х. земель нечерноземной полосы, обеспе­ чивающее высокие и устойчивые урожаи с.-х. культур». Архив СевНИИГиМ, 1939. 17. Г л е б о в П. Д., Д е м е н т ь е в В. Г. Перспективы разви­ тия подпочвенного орошения.—«Гидротехника и мелиорация», 1968, № 8. 18. Д а в и д о в Д., Г р и г о р о в С. К вопросу об обеспеченно­ сти орошения. —«Международный сельскохозяйственный журнал», 1967, № 4. 19. Д е л и б а л т о в И. Я-. Х р и с т о е в X. X, Ц о н е в И. В. К вопросу определения водопотребления сельскохозяйственных культур.— Научные труды НИИ гидротехники и мелиорации, т. IV. София, 1959. (Болгария). 20. Дренаж сельскохозяйственных земель. Перевод с англ, под ред. С. Ф. Аверьянова. М., «Колос», 1964. 21. Д о л г о в С. И. Исследование подвижности почвенной вла­ ги и ее доступность для растений. М.—Л., изд. АН СССР, 1948. 22. К а г а и о в М. А., С а и о я н М. Г. Оценка точности не­ посредственного определения составляющих теплового баланса под­ стилающей поверхности.— Сб. трудов Агрофизического НИИ. Вып. 14. Л., «Колос», 1967. 23. К а л и н и н Г. П., М а к а р о в а T. Т. К методике опреде­ ления потерь талого стока.— Труды ЦИП, вып. 65, 1958. 24. К а ш и н Н. И. Просачивание воды в тонком слое почвы.— Труды ЦИП, вып. 30 (57), 1953. 25. К е н и г Г. Р. Некоторые вопросы орошения овощных куль­ тур и картофеля в условиях Среднего Предуралья.— Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., 1968. 26. К л и м к о А. И. Влияние окультуренности пахотного слоя на водный баланс почвы.—«Вестник сельскохозяйственной науки», 1964, № 10, 27. К о н с т а н т и н о в А. Р. Испаряемость— комплексная ха­ рактеристика метеорологических условий произрастания сельско­ хозяйственных культур.— Материалы междуведомственного сове­ щания по проблеме изучения испарения с поверхности суши. Вал­ дай, 1961. 28. К о с т я к о в А. Н. О динамике коэффициента просачива­ ния воды в почвогруиты н необходимости динамического подхода к ее изучению.—«Почвоведение», 1932, № 3. 29. К с е н з о в А. А. Некоторые итоги исследований по осу­ шению тяжелых минеральных почв Олонецкой равнины.— Труды Карельской опытно-мелиоративиой станции. Петрозаводск, 1971. 30. К у л и к М. С. Погода и минеральные удобрения. Л., Гидрометеоиздат, 1966. 31. Л о б о в М. Ф. Диагностирование сроков поливов овощных культур по концентрации клеточного сока.— В кн.: Биологические основы орошаемого земледелия. Изд. АН СССР, 1957. 187
32. Л о м а к и н В. С. Исследование поливных норм при дож ­ девании овощсіі на дренированных землях—Труды СевНИИГиМ, вып. XX. Л., 1963. 33. Л ь в о в и ч М. И. Человек и воды. М., Географгиз, 1963. 34. М а с л о в Б. С., Н е с т е р о в Е. А. Вопросы орошения и осушения в США. М., «Колос», 1967. 35. М е л ь н и к Ю. С., М е щ а н и н о в а Н. Б. Методика прог­ ноза средней областной урожайности семян подсолнечника и ре­ зультаты ее испытания.— Труды Гидрометцентра, вып. 24. Агроме­ теорологические прогнозы. Л., Гидрометеоиздат, 1968. 36. М и ч у р и н Б. И. Испарение воды почвой.— В кн.: Основы агрофизики, М., физматгиз, 1959. 37. П е т и н о в Н. С. Опыт диагностирования потребности ра­ стении в поливе по физиологическим показателям.— В сб.: Ороше­ ние сельскохозяйственных культур в Центрально-черноземной по­ лосе РСФСР. Вып. 2, нзд. АН СССР, М„ 1956. 38. П о п о в О. В. Подземное питание рек. Л., Гндрометеоиздат, 1968. 39. П р е с с Г. Практика сельскохозяйственных мелиораций (пе­ ревод с немецкого). М., 1963. 40. Принципы и методы комплексного использования водных ресурсов малых бассейнов. М.—Л., АН СССР, 1950. 4L Р е в у т В. И. Некоторые особенности влияния орошения и мульчирования на гидротермические и физические свойства почвы.— Труды СевНИИГиМ, вып. XXVII. М„ Россельхозиздат, 1969. 42. Р о д е А. А. Водный режим почв и его типы.— Труды III Всесоюзного гидрологического съезда, т. IX. Л., Гидрометеонздат, 1959. 43. Р о з е и ш т о к Ю. Л„ С а н о я и М. Г. Метод и устройство для автоматического измерения гидрометеорологического показате­ ля засухи.—Сб. трудов Агрофизического НИИ. Вып. 14. Л., «Ко­ лос», 1967. 44. С а у к а О. К. Режим дренажного стока избыточно ув­ лажненных минеральных почв. — Труды ЛСХА, вып. IX, 1960. 45. Северо-Запад РСФСР. Физико-географическое описание. АН СССР, М —Л., 1949. 46. С е р г е е в С. П. К вопросу проектирования оросительных систем и практического осуществления режима орошения сельско­ хозяйственных культур.— Сб. докладов научно-производственной конференции. Омск, 1960. 47. С м и р н о в а Л. А. Режим влажности почвы при ороше­ нии дождеванием долголетних культурных пастбищ.— Труды СЗНИИСХ, вып. XIX. Л., 1970. 48. С ю м м а к Е. В. Агротехника овощных культур в откры­ том грунте тундровой зоны. М., 1955. 49. Технические указания по проектированию осушителыіо-увлажнительиых систем. М., Росгипроводхоз, 1970. 50. Т р у л е в и ч В. М., Т у л ь ж е н к о в а Ф. Ф., Б о л ь ш а ­ к о в С. И. Овощеводство на Крайнем Севере. Ссльхозгиз, 1956. 51. Т у р м а н и д з е Т. И. К методике прогноза суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур и оросительных норм.— «Метеорология и гидрология», 1967, № 9. 52. У л а н о в а Е. С. Метод долгосрочного прогноза агроме­ теорологических условий формирования урожая озимой пшени­ цы.— Труды ЦИП, вып. 145, 1965, 188
53. Ф е д о р о в С. Ф. Экспериментальное изучение инфильтра­ ции на слабоподзолистых почвах.— Труды ГГИ, вып. 46 (100), 1954. 54. Х а р ч е н к о С. И. Гидрология орошаемых земель. Л., Гидрометеоиздат, 1968. 55. Ц и п р и с Д. Б., К а р п о в а Н. В. Расчетный модуль для оросительных систем на Северо-Западе РСФСР—«Гидротехника и мелиорация», 1965, № 2. 56. Ц и п р и с Д. Б. Методы установления режима орошения культур в увлажненной зоне.— В кн.: Работы молодых ученых (Гидротехника и мелиорация). МСХСССР, ВАСХНИЛ, ЦК ВЛКСМ. М., «Колос», 1968. 57. Ц и п р и с Д. Б., С т р у н н и к о в Э. А. К вопросу агроме­ теорологического обоснования параметров мелиоративных систем в условиях Северо-Запада РСФСР.— «Метеорология и гидрология», 1971, № 12. 58. Ш а б а л и н И. Н. Определение сроков полива основных сельскохозяйственных культур по физиологическим показателям при орошении в условиях Кулундииской степи.— Известия Сибирского отделения АН СССР, 1962, № 3, № 4. 59. Ш а б а н о в В. В. Обоснование гидротермических мелиора­ ций.— В кн.: Работы молодых ученых. Гидротехника и мелиора­ ция. М., «Колос», 1968. 60. Я и г о л ь А. М. Двухстороннее регулирование влажности при осушении. М., «Колос», 1970. 61. A n g e r e r Н. Practische Hinweise zur Beregnung. DZL-Verlag. Frankfurt am Main. 1959. 62. B a u m g a r t M. G. Automatig Control of Trickle Irrigati­ on. New Zealand of Agriculture. V99. № 1. 1959. 63. D z i e z y s I. Deszczowanie roslin. Panstwowe wydawnictwo rolnicze i lesne. Warszawa, 1967. v, 64. H a v e r l i k I. A kolektiv. Zavlahove hospodarstwo. Slovenske vydavatelstvo pôdohospodarkej literatury. Bratislava, 1964. 65. H o p e H. A little water goes a long way. — Farmers weekly, vol. 62, № 6, pVl I. 1965. 66. Taschenbuch der Melioration. Technik und Technologie der Beregnung. Berlin, 1970.
О ГЛ АВЛ ЕН И Е П р е д и с л о в и е .................................................................................... 3 Глава 5 1. Эффективность орошения осушаемых земель Почвенно-климатические предпосылки введения орошения 5 Эффективность орошения на территории нечерноземной з о н ы .........................................................................................................9 Г л а в а 2. Осушительно-оросительные системы . . . 23 Общие п о л о ж е н и я ................................................................................ 23 Осушительно-оросительные системы при поливе дожде­ ванием ..................................................................................................24 Осушительно-оросительные системы при внутрнпочвенном поливе . . . . . ............................. 32 Новые направления в развитии совмещенных систем . 40 Г л а в а 3. Действие осушительной сети при орошении 50 Общие положения процесса трансформации осадков в сток 51 Анализ некоторых формул с т о к а ................................................. 53 Опыты по обоснованию формулы дренажного стока при о р о ш е н и и ............................................................................................ 56 Г л а в а 4. Определение параметров режима орошения и осушения по метеорологическим показателям (по суточ­ ным величинам осадков и температуры воздуха) . . 65 Общие положения и схемы установления основных пара­ метров режима о р о ш е н и я ...........................................................65 Формула зависимости суммарного испарения от темпера­ туры в о з д у х а ....................................................................................69 Проверка предложенной формулы и методики назначения сроков полива ............................................................................ 74 Полевые опыты по технико-экономическому обоснова­ нию поливного и межполивного интервалов . . . 83 Программы расчета режима орошения и осушения на ЭВМ «Наири», «Минск-22», « Р а з д а н » ............................................93 Параметры регулирования водного режима почвы по дан­ ным расчетов на ЭВМ (на примере культурных паст­ бищ для Северо-Запада С С С Р ) ................................................ 104 Г л а в а 5. Выбор расчетной обеспеченности параметров ре­ жима о р о ш е н и я ..................................„ . . .117 190
Общие положенйй . . і » i» i » 1ІУ Определение расчетной обеспеченности водопотребления в зависимости от планируемогоурожая . . . .117 Экономическая оценка расчетного модуля оросительной с и с т е м ы ...............................................................................................124 Г л а в а 6. Приборы для определения сроков полива . 131 Приборы для определения сроков полива как основная предпосылка введения автоматизации в орошение . 1 131 Прибор для определения сроков полива по соотношению испарения и испаряемости . . . 133 Приборы для определения сроков полива по радиацион­ ному б а л а н с у .................................................................................. 137 Принципиальные схемы возможных приборов-прогнозаторов увлажнения поля по гидрометеорологическим по­ казателям .......................................................................................... 142 Г л а в а 7.06 установлении сроков полива по физиологи .................................................... ческим показателям 148 Общие положения методаК С В .................................................... 148 Опыт по определению сроков полива иа основании пока­ зателя К С В ...................................................................................... 151 П р и л о ж е н и я .............................................................................................. 157 Указатель л и т е р а т у р ы ..........................................................................186
( 29 коп V~J *J' а "2 г ? і б . i •• •• • •• •• • • •••••• • • • •• ••+ a*at •• • • • •••• •••• • •• • •• •• >• ••••• « aaaaa • • •• л л ia A ЛЛШ л ѣ лл è •• • • t • •••a •. .. i • ••• • •••a