Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Полив сахарного тростника по бороздам в Австралии , 2006 г.

При поверхностном орошении вода применяется и распределяется по поверхности почвы под действием силы тяжести. Это, безусловно, самая распространенная форма орошения во всем мире, которая практиковалась во многих областях практически без изменений на протяжении тысячелетий.

Поверхностное орошение часто называют паводковым орошением, подразумевая, что распределение воды неконтролируемое и, следовательно, по своей сути неэффективное. На самом деле, некоторые методы орошения, сгруппированные под этим названием, предполагают значительную степень управления (например, нагнетательное орошение). Наземное орошение бывает трех основных типов; ровная чаша, борозда и бордюрная полоса.

Процесс [ править ]

Процесс поверхностного орошения можно описать четырьмя фазами. Когда вода подается на верхний край поля, она будет течь или продвигаться по всей длине поля. Авансовая фаза относится к той продолжительности времени , как вода применяется к верхнему концу поля и потокам или достижений по всей длине поля. После того, как вода достигнет конца поля, она либо стечет, либо пойдет в пруд. Период времени между окончанием фазы продвижения и прекращением притока называется фазой смачивания, затопления или накопления . Когда приток прекратится, вода будет продолжать стекать и просачиваться, пока не будет осушено все поле. Фаза истощения является то , что короткий период времени после того, как отсечкой , когда длина поля все еще погруженной. ВФаза спада описывает период времени, когда водный фронт отступает к нижнему краю поля. Глубина воды, наносимая на любую точку поля, является функцией времени возможности , продолжительности времени, в течение которого вода присутствует на поверхности почвы.

Типы поверхностного орошения [ править ]

Бассейновое орошение [ править ]

Полив половодья половодья на пшенице
Полив паводков в жилых помещениях на юго-западе Соединенных Штатов Америки.

Орошение ровными бассейнами исторически использовалось на небольших участках с ровными поверхностями, окруженными земляными насыпями. Вода быстро распространяется на весь бассейн, и ей дают просочиться. В традиционных бассейнах вода не может стекать с поля после орошения. Бассейновое орошение рекомендуется на почвах с относительно низкой скоростью инфильтрации. [1] Это тоже метод полива поверхности. Поля обычно создаются в соответствии с естественными контурами земли, но внедрение лазерной планировки и профилирования земель позволило построить большие прямоугольные бассейны, которые больше подходят для механизированной посевной площади.

Водосливные бассейны [ править ]

Дренажные бассейны заднего уровня (DBLB) или контурные бассейны представляют собой вариант бассейнового орошения, при котором поле разделено на ряд террасированных прямоугольных заливов, которые имеют ступенчатый уровень или не имеют значительного уклона. Вода подается в первый залив (обычно самый высокий по высоте), и когда достигается желаемая глубина, вода может стекать обратно из этого залива и течь в следующий залив, который находится на более низкой отметке, чем первый. Каждый залив орошается по очереди с использованием комбинации дренажной воды из предыдущего залива и продолжающегося притока из подающего канала. Успешная работа этих систем зависит от достаточного перепада высот между последовательными отсеками. Эти системы обычно используются в Австралии, где рис и пшеница выращиваются в чередовании. [2]

Полив по бороздам [ править ]

Система орошения по бороздам с использованием сифонных трубок
Система подачи закрытых труб

Полив по бороздам проводится путем создания небольших параллельных каналов по длине поля в направлении преобладающего уклона. Вода подается на верхний конец каждой борозды и стекает по полю под действием силы тяжести. Вода может подаваться по закрытой трубе, сифону и водосточной канаве или по безбанковским системам. Скорость движения воды определяется многими факторами, такими как уклон, шероховатость поверхности и форма борозд, но, что наиболее важно, скорость притока и инфильтрация почвы.ставка. Расстояние между соседними бороздами зависит от вида сельскохозяйственных культур, обычно расстояние между ними составляет от 0,75 до 2 метров. Зерновые культуры высаживают на гребне между бороздами, которые могут содержать один ряд растений или несколько рядов в случае грядки. Длина борозды может составлять от менее 100 м до 2000 м в зависимости от типа почвы, местоположения и типа сельскохозяйственных культур. Более короткие борозды обычно связаны с более равномерным нанесением, но приводят к увеличению вероятности потерь стока. Полив по бороздам особенно подходит для пропашных культур на больших площадях, таких как хлопок , кукуруза и сахарный тростник . Это также практикуется в различных отраслях садоводства, таких как цитрусовые , косточковые ипомидоры .

Чтобы вода достигла другого конца, может потребоваться значительный период времени, что означает, что вода просачивается в течение более длительного периода времени на верхнем конце поля. Это приводит к плохой однородности при частом нанесении на верхнем конце и более низком нанесении на нижнем конце. В большинстве случаев эффективность полива по бороздам можно улучшить за счет увеличения скорости, с которой вода движется по полю (скорость продвижения). Это может быть достигнуто за счет увеличения скорости потока или за счет практики помпажного орошения. Увеличение скорости подачи не только улучшает однородность, но также снижает общий объем воды, необходимый для завершения полива.

Интенсивное орошение [ править ]

Этот тип орошения является относительно новым, исследования и разработки в его практике и моделирование начались в начале 1980-х годов. [3] Интенсивное орошение - это вариант полива по бороздам, при котором подача воды включается и выключается в запланированные периоды времени (например, включается на 1 час с перерывом на 1,5 часа). Циклы смачивания и сушки снижают скорость инфильтрации, что приводит к более высокой скорости подачи и большей однородности [4], чем при непрерывном потоке. Уменьшение инфильтрации является результатом уплотнения поверхности, заполнения трещин и микропор и разрушения частиц почвы во время быстрого смачивания и последующего уплотнения поверхности во время каждой фазы сушки. [5]Сообщается, что на тех почвах, где наблюдается эффект помпажа, он позволяет завершить полив с меньшим общим использованием воды и, следовательно, с более высокой эффективностью, и потенциально дает возможность практиковать недостаточное орошение. [6] Эффективность импульсного орошения зависит от типа почвы; например, многие глинистые почвы быстро уплотняются при непрерывном потоке, и поэтому импульсное орошение дает мало пользы. [1]

Орошение залива / пограничной полосы [ править ]

Пограничная полоса, иначе известная как пограничный контроль или орошение заливов, может рассматриваться как гибрид равнинного и бороздкового орошения. Поле разделено на ряд бухт или полос, каждый бухт отделен возвышающимися земляными валами (бордюрами). Бухты, как правило, длиннее и уже по сравнению с бассейновым орошением и ориентированы по длине с уклоном поля. Типичные размеры пролета составляют от 10-70 м в ширину до 100-700 м в длину. Вода подается в верхний конец отсека, который обычно конструируется для облегчения условий свободного течения в нижнем конце. Одним из распространенных способов использования этого метода является орошение пастбищ для производства молока.

Проблемы, связанные с поверхностным орошением [ править ]

Основная статья: Воздействие орошения на окружающую среду

Хотя поверхностное орошение можно эффективно практиковать при правильном управлении в правильных условиях, оно часто связано с рядом проблем, подрывающих продуктивность и экологическую устойчивость: [7]

  • Переувлажнение - может вызвать остановку растения, задерживая дальнейший рост до тех пор, пока из корневой зоны не стечет достаточное количество воды. Заболачиванию можно противодействовать с помощью дренажа , дренажа плиток или контроля уровня воды с помощью другой формы подземного дренажа . [8] [9]
  • Глубокий дренаж - чрезмерное орошение может привести к опусканию воды ниже корневой зоны, что приведет к повышению уровня грунтовых вод. В регионах с естественными засоленными слоями почвы (например, засоленность на юго-востоке Австралии ) или засоленными водоносными горизонтами, такой подъем уровня грунтовых вод может привести к засолению корневой зоны, что приведет к проблемам засоления ирригации .
  • Засоление - в зависимости от качества воды поливная вода может добавлять значительные количества соли в почвенный профиль. Хотя это меньшая проблема для поверхностного орошения по сравнению с другими методами орошения (из-за сравнительно высокой фракции выщелачивания ), отсутствие подземного дренажа может ограничивать вымывание солей из почвы. Это можно исправить с помощью дренажа и контроля засоления почвы с помощью промывки .

Целью современного управления поверхностным орошением является минимизация риска этих потенциальных неблагоприятных воздействий.

См. Также [ править ]

  • Орошение
  • Орошение в виноградарстве
  • Статистика полива
  • Управление орошением
  • Воздействие орошения на окружающую среду
  • Приливное орошение
  • Орошение в аллювиальных вентиляторах
  • Дефицитное орошение
  • Оросительный район
  • Список стран по орошаемой лантрее

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Уокер, WR; Скогербое, Г.В. (1987). Поверхностное орошение . Прентис-Холл, Энглвудские скалы.
  2. ^ Норт, Сэм (2008). Обзор бассейновых (контурных) ирригационных систем I: Текущие методы проектирования и управления в Южном бассейне Мюррей-Дарлинг, Австралия (PDF) (Технический отчет). CRC для ирригационных фьючерсов. Серия вопросов ирригации № 01-1 / 08. Архивировано из оригинального (PDF) 04 марта 2016 года . Проверено 13 августа 2015 .
  3. ^ Хайе, Наим (1984) Гидродинамическое моделирование непрерывного и нагнетаемого поверхностного потока. Кандидат наук. докторская диссертация, Школа инженерии, Университет штата Юта, Логан, Юта. (утвержден в середине 1983 г.)
  4. ^ Эль-Дайн, ТГ; Хосни, ММ (2000). «Полевая оценка нагонов и постоянных потоков в системах бороздкового орошения». Управление водными ресурсами . 14 (2): 77–87. DOI : 10.1023 / а: 1008189004992 .
  5. ^ Кемпер, WD; Форель, TJ; Humpherys, AS; Баллок, MS (1988). «Механизмы, с помощью которых импульсное орошение снижает скорость проникновения борозды в илистой суглинке» . Сделки ASAE . 31 (3): 821–829. DOI : 10.13031 / 2013.30787 .
  6. ^ Хорст, MG; Шамуталов, СС; Goncalves, JM; Перейра, LS (2007). «Оценка воздействия нагнетательного орошения на водосбережение и урожайность хлопка». Управление водными ресурсами в сельском хозяйстве . 87 (2): 115–127. DOI : 10.1016 / j.agwat.2006.06.014 .
  7. ^ ILRI, 1989, Эффективность и социальные / экологические последствия ирригационных проектов: обзор. В: Годовой отчет 1988, Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды, стр. 18–34. В сети: [1]
  8. ^ Руководство по дренажу: Руководство по интеграции взаимосвязей растений, почвы и воды для осушения орошаемых земель . Отдел внутренних дел Бюро мелиорации. 1993. ISBN 0-16-061623-9.
  9. ^ «Бесплатные статьи и программное обеспечение по дренажу заболоченных земель и контролю засоления почв» . Проверено 28 июля 2010 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Документ ФАО по ирригации и дренажу 45: Руководство по проектированию и оценке систем поверхностного орошения
  • The Experimental Hydrology Wiki Infiltration - Инфильтрометр в капюшоне