Первой задачей в процессе принятия решения об организации технологии лиманного орошения является выявление местоположения участков технологического сброса оросительных вод и сосредоточения местного стока, так как именно эти воды служат источниками орошения.
Далее необходимо рассчитать объемы воды, высвобождаемой при опорожнении системы или участка, приуроченного к конкретному сбросному сооружению, и объемы местного стока, проходящего в весенний период. Также на данном этапе необходимо уточнить время прохождения этих вод.
Зная объем и время прохождения этих вод, можно теоретически рассчитать площадь орошения. Для этого необходимо определить вид сельскохозяйственного использования потенциально орошаемых земель и подобрать набор культур с учетом особенностей лиманного орошения. К таким особенностям относится влагозарядковый полив путем кратковременного затопления территории лиманов, увлажнение почвы только в период прохождения местного стока весной или опорожнения оросительной системы осенью, а также неравномерность увлажнения почвы, связанная с естественным рельефом территории лимана.
В зависимости от вида сельскохозяйственного использования участки, на которых возможна организация технология лиманного орошения, подразделяются на три категории.
Рисунок 1 - Алгоритм принятия решения об организации технологии лиманного орошения
К первой категории относятся богарные участки, примыкающие к оросительным системам. Организация предлагаемой технологии орошения на таких участках наиболее перспективна. Эти участки уже вовлечены в сельскохозяйственное использование, и организация орошения повысит урожайность на них.
Ко второй категории относятся участки, ранее не вовлеченные в сельскохозяйственное использование по причине неудовлетворительного эколого-мелиоративного состояния, наличия уклонов, не позволяющих применять поливную технику, а также конфигурации, не позволяющей эффективно использовать технические средства почвообработки. Это участки расположены вдоль сбросных трактов оросительных систем, ниже ливнепропускных сооружений, а также на склонах овражно-балочной сети.
Третья категория - это участки на территории оросительных систем. Если нет возможности реализовать технологию лиманного орошения на участках первой и второй категориях, то остается вариант использования самой территории оросительных систем. При этом совмещение технологии орошения, ранее применяемой на этих участках, с лиманным орошением может привести к снижению экономической эффективности на этих участках. Однако в целом, за счет рационального использования водных ресурсов, эффективность работы оросительной системы будет увеличена, что является приоритетным.
На основании проанализированных нами данных, участки, на которых перспективно устройство технологии лиманного орошения, должны удовлетворять условиям ее применения, представленным в таблице 4.
Таблица 4 - Условия применения технологии лиманного орошения
|
Критерий |
Допустимая глубина залегания пресных (числитель) и соленых (знаменатель) грунтовых вод, м |
Допустимая минерализация грунтовых вод, г/л |
Оптимальные уклоны |
Скорость впитывания за первый час, см/ч |
|
|
Показатель |
1,5/3 |
3 |
До 0,02 |
1-5 |
Отдельным критерием является удобство сельскохозяйственного использования орошаемой территории. Он зависит от наличия и марки оросительной и сельскохозяйственной техники в хозяйстве.
В процессе принятия решения об организации технологии лиманного орошения приоритет отдается первой категории участков. Если такие участки не удовлетворяют критериям применения технологии лиманного орошения, переходят к анализу участков, входящих во вторую категорию. При несоблюдении условий и на этих участках переходят к анализу участков из третьей категории. Если же и эти участки не удовлетворяют выбранным критериям, следует отказаться от организации выбранной технологии орошения.
Выбранный вариант организации технологии лиманного орошения оценивается с точки зрения экономической эффективности и срока окупаемости, после чего принимается окончательное решение по реализации данной технологии.
Технически реализация технологии лиманного орошения возможна на основе разработанного нами патента № 2467561 «Оросительная система с использованием местного стока» [2]. Ключевым элементом в данном техническом решении является дифференцированный узел водораспределения, который позволяет использовать как воды местного стока с вышерасположенной водосборной площади, так и воды из регулярного источника орошения. В качестве регулярного источника орошения могут быть использованы сбросные воды как непосредственно из каналов, так и из промежуточных резервуаров - прудов.
Таким образом, включение в состав оросительной системы дифференцированных узлов водораспределения позволит осуществлять поливы как затоплением, так и дождеванием, снизит энергетические затраты на подачу воды, позволит использовать технологию циклического (периодического) орошения, обеспечивая благоприятную эколого-мелиоративную обстановку территории.
При создании новых систем лиманного орошения к ним необходимо предъявлять высокие требования: они должны быть технически совершенными, обеспечивать экономное и наиболее эффективное использование воды, исключать возможность подъема уровня грунтовых вод и возможность вторичного засоления почв, гарантировать получение высоких урожаев всех сельскохозяйственных культур, возделываемых на их площадях.
Выводы
Таким образом, реализация усовершенствованной технологии лиманного орошения, предполагающей использование вод местного стока в комплексе с водами, идущими на сброс во время опорожнения оросительных систем, открывает широкие возможности дополнительного расширения орошаемой площади без привлечения дополнительных источников орошения и без какой-либо реконструкции магистральных каналов и сооружений на них.
Объем воды, сбрасываемой при опорожнении магистральных каналов семи крупных оросительных систем Ростовской области, достигает значительных величин и составляет 51,2 млн м3. При норме орошения 1500-2500 м3/га таким объемом воды можно дополнительно полить от 20,5 до 34 тыс. га.
Среднемноголетний объем талых вод с водосборных площадей, прилегающих к магистральным каналам Ростовской области, в среднем составляет 68,1 млн. м3. При норме орошения 1500-2500 м3/га таким объемом воды можно оросить от 23 до 45 тыс. га.
При дополнительном расширении орошаемой площади на базе комплексного использования местного стока и вод, идущих на сброс, усовершенствованная технология лиманного орошения позволит повысить эффективность работы оросительных систем за счет повышения КПД, КИВ, КЗИ.
Список использованных источников
1 Тимченко, Н. С. Максимальное использование обводнительно-оросительных систем / Н. С. Тимченко. - М.: Россельхозиздат, 1971. - 35 с.
2 Пат. 2467561 Российская Федерация, МПК (7) A 01 G 25/00. Оросительная система с использованием местного стока / Щедрин В. Н., Васильев С. М., Гостищев В. Д., Снипич Ю. Ф., Акопян А. В., Кузьмичев А. А.; заявитель и патентообладатель Российский науч.-исслед. ин-т проблем мелиорации. - № 2011101196/13; заявл. 12.01.2011; опубл. 20.07.2012, Бюл. № 26 (II ч.). - 6 с.