Сельскохозяйственная система дренажа является системой , по которой вода будет осушенная или в почве для повышения сельскохозяйственного производства зерновых культур . Он может включать любую комбинацию контроля ливневых стоков, контроля эрозии и контроля уровня воды .
Классификация [ править ]
Хотя в сельском хозяйстве используется более двух типов дренажных систем, существует два основных типа: (1) поверхностный дренаж и (2) подземный дренаж.
На Рисунке 1 представлены различные типы дренажных систем. На нем показаны полевые (или внутренние) и основные (или внешние) системы. [2] Функция полевой дренажной системы состоит в том, чтобы контролировать уровень грунтовых вод, в то время как функция основной дренажной системы заключается в сборе, транспортировке и сбросе воды через водосток или слив. В некоторых случаях проводится дополнительное различие между коллекторной и основной дренажной системами. Системы полевого дренажа подразделяются на системы поверхностного и подземного полевого дренажа.
Иногда (например, на орошаемых , затопленных рисовых полях ) требуется временный дренаж, при котором дренажной системе разрешается функционировать только в определенных случаях (например, в период сбора урожая). Если позволить работать непрерывно, будет потеряно чрезмерное количество воды. Такая система поэтому называется проверено , или под контролем , система дренажа .
Однако чаще всего дренажные системы предназначены для работы как можно более регулярно, чтобы предотвратить чрезмерное заболачивание в любой момент времени, и именно эта регулярная дренажная система используется наиболее часто. В сельскохозяйственной литературе это иногда также называют «рельефной дренажной системой».
Системы поверхностного водоотвода [ править ]
Обычные системы поверхностного дренажа, которые начинают функционировать, как только выпадает избыток осадков или применяется орошение, работают исключительно под действием силы тяжести . Они состоят из измененных форм или преобразованных поверхностей земли и могут быть разделены на:
- Слоистые системы, используемые на равнинах для других культур, кроме риса;
- Градуированные системы, используемые на склонах для выращивания других культур, кроме риса.
Наслоенные и ступенчатые системы могут иметь гребни и борозды.
Проверяемые поверхностные дренажные системы состоят из контрольных затворов, установленных на насыпях, окружающих плоские бассейны, например, те, которые используются для рисовых полей на равнинах. Эти поля обычно находятся под водой, и их необходимо осушать только в определенных случаях (например, во время сбора урожая). Проверенные системы поверхностного дренажа также встречаются на террасных землях, используемых для выращивания риса. [3]
В литературе можно найти немного информации о взаимосвязи между различными системами дренажа регулярных поверхностных полей, снижением степени заболачивания и воздействием на сельское хозяйство или окружающую среду. Поэтому сложно разработать надежные сельскохозяйственные критерии для обычных систем поверхностного дренажа полей. Большинство известных критериев для этих систем касается эффективности методов планировки земли и землеройных работ. [4]
Точно так же не очень хорошо известны сельскохозяйственные критерии для проверенных систем поверхностного дренажа ...
Системы подземного дренажа [ править ]
Как и системы поверхностного полевого дренажа, подземные полевые дренажные системы также можно разделить на обычные системы и контролируемые (контролируемые) системы.
Когда слив дренажа происходит полностью самотеком, оба типа подземных систем имеют много общего, за исключением того, что проверенные системы имеют контрольные заслонки, которые можно открывать и закрывать в зависимости от необходимости. Они могут сэкономить много воды для полива. [5] проверяется дренажная система также уменьшает разряд через основной дренажной системы, тем самым снижая затраты на строительство.
Когда слив происходит перекачкой , слив можно проверить, просто отключив насосы или сократив время откачки. На северо-западе Индии эта практика повысила эффективность орошения и уменьшила количество необходимой воды для орошения и не привела к чрезмерному засолению . [6]
Системы подземного полевого дренажа состоят из горизонтальных или слегка наклонных каналов, проложенных в почве; они могут быть открытыми канавами , траншеями, заполненными хворостом и почвенной крышкой, заполненными камнями и почвенной крышкой, подземными водосточными трубами, плиточными стоками или кротовыми стоками, но они также могут состоять из ряда колодцев.
Современные подземные дренажные трубы часто состоят из гофрированных, гибких и перфорированных пластиковых (ПЭ или ПВХ) трубопроводов, обернутых оболочкой или фильтрующим материалом для улучшения проницаемости вокруг труб и предотвращения попадания частиц почвы, что особенно важно в мелкозернистой песчанике. и илистые почвы. Обивка может состоять из синтетического волокна ( геотекстиля ).
В поле дрены (или отводы ) выполнять свои воды в коллектор или основной системы либо посредством силы тяжести или путем откачки .
Колодцы (которые могут быть открытыми колодцами или трубчатыми колодцами ) обычно должны закачиваться, но иногда они соединяются со стоками для сброса под действием силы тяжести.
Подземный дренаж скважинами часто называют вертикальным дренажем, а дренаж по каналам - горизонтальным дренажем, но более ясно говорить о «полевом дренаже из колодцев» и «полевом дренаже через канавы или трубы» соответственно.
В некоторых случаях, закрытый дренаж может быть достигнуто лишь путем разрушения медленно проницаемых слоев почвы путем глубокой вспашкой ( к югу от загрязнения ), при условии , что под землей есть достаточный естественный дренаж. В других случаях проблему может решить сочетание недозагрязненных и подземных стоков.
Основные дренажные системы [ править ]
Основные дренажные системы состоят из глубоких или неглубоких коллекторов, а также основных дренажных или канализационных дренажей.
Для систем подземного полевого дренажа требуются глубокие дренажные системы, в то время как неглубокие дренажные дренажные системы используются для систем поверхностного дренажа, но их также можно использовать для подземных систем с закачкой. Глубинные коллекторы могут состоять из открытых канав или заглубленных трубопроводов.
Термины « глубокие коллекторы» и « мелкие коллекторы» относятся скорее к глубине уровня воды в коллекторе под поверхностью почвы, чем к глубине дна коллектора. Глубина дна определяется как глубиной уровня воды, так и необходимой пропускной способностью.
Глубинные коллекторы могут либо сбрасывать свою воду в глубокие магистральные стоки (которые являются сточными водами, которые не получают воду непосредственно из полевых сточных вод, а только из коллекторов), либо их вода может перекачиваться в сточную канализацию.
Дренажные стоки - это основные стоки, в которых глубина уровня воды ниже поверхности почвы не ограничена до минимума, а уровень воды может даже быть выше поверхности почвы, при условии, что для предотвращения затопления сделаны насыпи. Сточные воды могут использоваться как в подземных, так и в наземных дренажных системах.
Глубокие магистральные стоки могут постепенно превратиться в сточные канавы, если они будут иметь меньший уклон, чем уклон земли вдоль дренажа.
Технические критерии, применимые к основным дренажным системам, зависят от гидрологической ситуации и от типа системы. [7]
Главный дренажный выход [ править ]
Конечная точка основной дренажной системы - это самотечное выпускное сооружение [8] или насосная станция . [9]
Приложения [ править ]
Системы поверхностного дренажа обычно применяются на относительно равнинных землях с почвами с низкой или средней инфильтрационной способностью или на землях с интенсивными осадками, превышающими нормальную инфильтрационную способность, так что на поверхности почвы происходит частое переувлажнение.
Системы подземного дренажа используются, когда проблема дренажа в основном связана с неглубокими водными горизонтами.
Когда происходит как поверхностное, так и подземное переувлажнение, требуется комбинированная система поверхностного / подземного дренажа.
Иногда система подземного дренажа устанавливается в почвах с низкой инфильтрационной способностью, где проблема поверхностного дренажа может улучшить структуру почвы и инфильтрационную способность настолько, что система поверхностного дренажа больше не требуется. [10]
С другой стороны, также может случиться так, что система поверхностного дренажа уменьшает подпитку подземных вод до такой степени, что проблема подземного дренажа значительно уменьшается или даже устраняется.
Выбор между системой подземного дренажа с помощью труб и канав или трубчатых колодцев больше зависит от технических критериев и затрат, чем от сельскохозяйственных критериев, потому что оба типа систем могут быть спроектированы так, чтобы соответствовать одним и тем же сельскохозяйственным критериям и обеспечивать одинаковые преимущества. Обычно водостоки или канавы предпочтительнее колодцев. Однако, когда почва состоит из плохо проницаемого верхнего слоя толщиной в несколько метров, перекрывающего быстро проницаемый и глубокий грунт , колодцы могут быть лучшим вариантом, потому что расстояние между дренажами, необходимое для труб или канав, будет значительно меньше, чем расстояние для колодцев.
Когда земля нуждается в подземной дренажной системе, но соленые грунтовые воды присутствуют на большой глубине, лучше использовать мелкую, близко расположенную систему труб или канав вместо глубокой, широко разнесенной системы. Причина в том, что более глубокие системы производят более соленые сточные воды, чем мелкие. В таком случае экологические критерии могут запретить использование более глубоких систем.
В некоторых дренажных проектах можно обнаружить, что предусмотрены только магистральные дренажные системы. В этом случае сельскохозяйственные земли, вероятно, все еще будут испытывать проблемы с дренажем полей. В других случаях можно обнаружить, что полевые дренажные системы неэффективны из-за отсутствия адекватной основной дренажной системы. В любом случае установка дренажных систем не рекомендуется.
Ссылка: [11] дает общее описание дренажа земель в мире и [12] показывает документ о типах систем дренажа сельскохозяйственных земель, используемых в различных частях мира.
Конструкция дренажной системы [ править ]
Анализ положительных и отрицательных (побочных) эффектов дренажа и оптимизация конструкции дренажа в соответствии с процедурами проектирования дренажа обсуждается в статье « Исследование дренажа» .
См. Также [ править ]
- EnDrain
- Джозеф Элкингтон
- Национальный конгресс по ирригации
Ссылки [ править ]
- ^ Данные, предоставленные различными авторами, о реакции бананов, хлопка, сахарного тростника и пшеницы на неглубокий уровень грунтовых вод [1]
- ^ Критерии сельскохозяйственного дренажа . Глава 17 в: HPRitzema (изд. 1994), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр.635-690. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN 90-70754-33-9 . Бесплатная загрузка с: [2] , под номером. 1 или напрямую в формате PDF: [3]
- ^ Oosterbaan, RJ, HA Gunneweg и А. Huizing 1987. Контроль воды для выращивания риса в небольших долинах Западной Африки . В: Годовой отчет ILRI 1986, стр. 30–49. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Скачать с: [4] , под № 8 или напрямую в формате PDF: [5]
- ^ RJSevenhuijsen, 1994. Поверхностные дренажные системы . В: HPRitzema (ред.), Принципы и применение дренажа, Публикация 16 ILRI, стр. 799-826. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN 90-70754-33-9
- ^ Qorani, M., MS Abdel Dayem и RJ Oosterbaan 1990. Оценка ограниченного подземного дренажа на рисовых полях . В: Симпозиум по дренажу земель для борьбы с засолением в засушливых и полузасушливых регионах, Vol. 3. Научно-исследовательский институт дренажа, Каир, стр. 415-423.
- ^ Рао, КВГК, Д.П. Шарма и Р.Дж. Остербан, 1992. Дополнительное орошение за счет управления подземными водами с контролируемым подземным дренажом в полузасушливых районах . Международная конференция по дополнительному орошению и управлению засухой, Бари, Италия
- ^ MGBos, 1994. Подземные дренажные системы . В: HPRitzema (ред.), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр.725-798. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN 90-70754-33-9
- ^ WS de Vries и EJ Huyskes, 1994. Структуры гравитационного выхода. В: HPRitzema (ред.), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр. 965-1000. Международный институт мелиорации и улучшения земель, Вагенинген (ILRI), Нидерланды. ISBN 90-70754-33-9
- ^ J.Wijdieks и MGBos, 1994. Насосы и насосные станции . В: HPRitzema (ред.), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр. 965-1000. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN 90-70754-33-9
- ^ Де Йонг, М. Х. 1979. Дренаж структурированных глинистых почв . В: J. Wesseling (ed.), Proceedings of the International Drainage Workshop. Публикация ИЛРИ 25, стр. 268-280. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN 90-70260-54-9
- ↑ Носенко, П.П., Зонн И.С., 1976. Осушение земель в мире . Бюллетень МКИД 25, 1, стр.65-70.
- ^ Общие тематические исследования методов и систем дренажа на сельскохозяйственных землях . Лекция, Международный курс по дренажу земель (ICLD), Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Скачать с: [6] , под № 4 или напрямую в формате PDF: [7]
