Тема 7 - Использование вод местного стока для орошения
Литература: (4) с. , ; (3) с. ; (3) с. ;
(7) с. 20-31.
Вопросы для самопроверки:
1. Что называется лиманным орошением?
2. В чем заключаются преимущества и недостатки лиманного орошения?
3. Начертите схемы одноярусного и многоярусного лиманов, мелкого и глубокого затопления.
4. Какие культуры возделываются на лиманах с разной глубиной затопления
Местным стоком называется сток осадков, выпадающих на самой орошаемой территории или в непосредственной близости от нее. Основной объем его образуется за счет весеннего снеготаяния. По данным Государственного гидрологического института (ГГИ), среднегодовой объем местного стока в пределах засушливой зоны (25% территории страны) составляет около 254 км3 (примерно годовой сток р. Волги); только в степных и лесостепных районах Европейской части России 50-60-км3 при 50%-ной вероятности превышения.
Эти водные ресурсы целесообразно задерживать на месте их образования различными агротехническими мероприятиями (глубокой вспашкой и поделкой прерывистых борозд поперек склона, поделкой микролиманов, снегозадержанием), лесомелиорацией, а также при помощи гидротехнического строительства, то есть создания водохранилищ, прудов и лиманов.
Создание лиманов является важной составной частью в комплексе мероприятий по улучшению природных условий и поднятию сельского хозяйства степных и лесостепных районов, так как оно содействует зарегулированию стока и усилению внутреннего влагооборота, повышает влажность почвы, уменьшает эрозию ее. Устройство лиманов на водоразделах и верхних частях склонов позволяет наиболее полно использовать воды местного стока, начиная с верхних частей каждого водосборного бассейна. Лиманное орошение наиболее целесообразно на землях с небольшим уклонам (0,001-0,002) и более или менее ровным рельефом. При таких уклонах даже один невысокий вал образовывает лиман большой площади. В низинах, где короткий вал способен создать значительную площадь затопления, устраивают обычно глубоководные лиманы.
Достоинствами лиманного орошения являются:
простота его устройства и дешевизна по сравнению с регулярным орошением;
возможность устройства лиманов не только в нижних частях долин, но и на высокорасположенных склонах и плато и орошения их без механического водоподъема;
простота необходимых сооружений и эксплуатации;
благоприятное влияние на весенний сток-уменьшение половодий и усиление внутреннего влагооборота;
уменьшение размыва почвы и роста оврагов.
К недостаткам лиманного орошения следует отнести: возможность увлажнения почвы только весной; неравномерность увлажнения по площади лимана;
колебания затоплений площади по годам вследствие колебаний стока; возможность, в определенных почвенно-гидрологических условиях, засоления окружающих лиманы площадей.
Однако эти недостатки не умаляют большого значения лиманного орошения.
Лиманное орошение – это однократное весеннее увлажнение почвы водами местного стока.
Лиманное орошение, как однократная весенняя влагозарядка почвы, имеет преимущественное значение в таких климатических условиях, где растения могут развиваться за счет аккумулированных в почве запасов влаги с весны и затем за счет естественных летних осадков.
Поэтому лиманное орошение соответствует главным образом районам периодической засушливости (Поволжье, Центрально-черноземные области, Северный Кавказ, степные районы западной и восточной Сибири), в этих районах наблюдается дефицит естественных осадков в начале вегетационного периода, отрицательно влияющие на урожай.
Особенно большое значение лиманное орошение имеет для поднятия урожаев трав, зерновых культур, создания пастбищ и обеспечения устойчивой кормовой базы для развития животноводства.
Сущность лиманного орошения заключается в том, что стекающие с водосбора талые, ливневые или паводковые воды задерживаются плотинами, дамбами, перемычками и валиками и по возможности равномерно распределяются по увлажняемой площади, образуя мелкие водоемы. Эти водоемы называются лиманами. Со временем вода из лиманов просачивается в почву и подпочву, увлажняя ее на глубину 1,5-2 м. таким образом, создается запас влаги в почве на весь вегетационный период.
Различают следующие типы лиманов в зависимости от рельефа местности, на которой они располагаются, и источников водного питания:
склоновые, затопляемые водой, стекающей с прилегающих водосборов;
пойменные, наполняемые паводковыми водами рек;
замкнутых понижений; потяжин и лощин;
затопляемые из водохранилищ;
наполняемые водами степных рек и их притоков;
питаемые из оросительно-обводнительных каналов.
Норма брутто лиманного орошения составляет от 2000 до 4000 м3/га.
Норма лиманного орошения должна быть обязательно увязана с продолжительностью затопления для конкретных местных условий. Допустимая продолжительность затопления сельскохозяйственных культур на лиманах равна:
естественных трав – 15-25 суток;
люцерны желтой, житняка, яровых культур – 6-10;
искусственных травосмесей-8;
зерновых озимых – 2-3;
лесополос – 2-5 суток.
Водосборная площадь, необходимая для затопления 1 га лимана, может быть от 2 до 58 га, в зависимости от района его расположения, глубины увлажнения; типа почвы и других факторов.
Площадь лиманного орошения зависит от принятий вероятности превышения стока. Лиманы площадью до 3000 га рассчитывают на 50% вероятность превышения стока, то есть на условие полного затопления площади каждые 5 лет из десяти.
Для удобства механизации полевых работ расстояние между валами принимают не менее 100 м при их длине до 1000 м. Обычно ширина яруса лимана находится в пределах 100-700 м в зависимости от уклона. Длина валов в направлении горизонталей обусловливается рельефом и площадью лимана и составляет 600-900 м. Концевые участки водоудерживающего вала для задерживания воды загибают вверх по склону. Отметку гребня и концов вала на всем протяжении выдерживают одинаковой.
Высоту водоудерживающих валов мелководных лиманов определяют из условия превышения гребня над расчетным уровнем воды на 10-20 см, а ширину по гребню принимают 0.5 м и более, учитывая высоту вала и тип машин, которыми он выполняется. Высота валов может быть от 0,4 до 0,8 м для мелководных лиманов и до 2 м и более для глубоководных. Валы мелководных лиманов устраивают проходимыми для сельскохозяйственных машин с пологими откосами крутизной 1:5. Валы глубоководных лиманов выполняют в соответствии с требованиями строительства невысоких земляных плотин.
При организации территории под лиманное орошение выбирают участки со спокойным рельефом и небольшими уклонами. Размещают площади лиманного орошения и устанавливают их размеры, исходя из хозяйственных условий, гидрологических, почвенных и рельефных особенностей района. Соблюдая санитарные требования, лиманы в непосредственной близости от населенного пункта не проектируют. На участках лиманного орошения высоко минерализованные грунтовые воды в летний период не должны залегать ближе 3-4 м к поверхности земли. Границы полей совмещают с трассами валов. Длинные стороны полей принимают параллельно горизонталям местности, а короткие – перпендикулярно.
Если лиманы образуются одним водозадерживающим валом, они называются простыми или одноярусными.
Лиманы, образованные несколькими рядами валов, расположенными один выше другого по рельефу местности, - многоярусные. Ярусы могут быть разделены валами на части, которые называют секциями. Многоярусные лиманы наполняются водой последовательно из вышележащего яруса через устроенные в валах водовыпуски или естественные водообходы по концам валов. По сравнению с простыми ярусные лиманы являются более совершенными, так как позволяют регулировать глубину затопления лимана и продолжительность стояния воды в нем, а следовательно, степень увлажнения почвы. При средней глубине наполнения 0,3-0,4 м лиманы принято называть мелководными, а при 0,4-2 м и более – глубоководными. Количество воды, необходимые для повышения влажности почвы на лиманах до наименьшей полевой влагоемкости, называют нормой лиманного орошения.
Многолетний опыт хозяйств показал, что урожайность сельскохозяйственных культур на лиманах выше, чем на неорошаемых землях в тех же условиях (бобовых – в 3-6 раз, кукурузы на силос в 3-4 раза, пшеницы в 1,5-3, трав в 4-6 раз).
