Лекция 3. Режим орошения риса по фазам вегетации и ведение учета оросительной воды на рисовых системах.
Одним из основных условий, обеспечивающих получение высоких урожаев риса, является соблюдение правильного водного режима на рисовом поле.
Под водным режимом риса надо понимать систему приемов орошения, увязанных с организационно-техническими и экономическими особенностями хозяйства и направленных к созданию наиболее благоприятных условий для произрастания риса к получению высоких урожаев.
Сорта риса, высеваемые в Казахстане, по своей экологии относятся к гидрофитным растениям, а это значит, что режим орошения для них должен быть направлен на создание определенного слоя воды на рисовом поле в течение почти всей поливной вегетации риса. При этом одним из основных условий, обеспечивающих получение высоких урожаев риса, является соблюдение правильного водного режима на рисовом поле. Под водным режимом риса надо понимать систему приемов орошения, увязанных с организационно-техническими и экономическими особенностями хозяйства и направленных к созданию наиболее благоприятных условий для произрастания риса к получению высоких урожаев.
В практике возделывания риса существует несколько типов затопления: постоянное затопление – слой воды на поле поддерживается в течение всего периода вегетации риса; укороченное затопление – слой воды отсутствует в начале и конце вегетационного периода; периодическое увлажнение (поливы) – полив риса проводится периодически и слой воды на поле в течение вегетационного периода не создается. Все эти режимы затопления приспособлены природным и сортовым особенностям, а также техническим возможностям рисосеющих хозяйств. Однако в практике мирового рисосеяния распространены первые два типа затопления. Этими режимами орошения охвачено более 98% площади посевов риса.
Методы затопления рисовых чеков
А) на незасоленных почвах; Б) на засоренных участках с просянками;
В) на среднее и сильно засоленных почвах.
Слой воды на рисовых чеках играет многофакторную роль. Помимо удовлетворения чисто физиологических потребностей растений риса слой воды оказывает большое влияние на микроклимат рисового поля, скорость фильтрации воды и биоэлектрический режим внешней среды, влияющее на судьбу урожая. В залитых водой чеках из почвы выносятся вредные соли и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, повышается влажность воздуха в приземном слое, сглаживаются резкие колебания суточного хода температуры воздуха, идет накопление нужных для растений форм элементов питания, создаются условия для поступления их к корням и в растения риса. Слой воды на рисовом поле является экологическим фактором, определяющим при всех прочих равных условиях формирование и продуктивность растений, поэтому при регулировании его на рисовом поле во времени следует исходить из физиологических потребностей растений риса в воде, условий внешней среды и рационального использования водных ресурсов.
Земли рисовых систем Казахстана в той или иной степени засолены. Избыточное содержание солей в почве сдерживает темпы прорастания семян риса, вызывает разреженность всходов. На засоленных почвах растения риса отстают в росте и в развитии, снижается их продуктивная кустистость и увеличивается пустозерность метелок, что ведет к уменьшению урожайности. Для снижения засоления почв на продуктивность риса необходимо соблюдать режим орошения, обеспечивающий улучшение мелиоративного состояния земель и получения достаточно высоких урожаев риса.
Состояние посевов риса и урожайность в зависимости от засоления и содержание солей в почве на рисовых системах республики предоставлены в таблице.
Состояние посевов риса и его урожайность в зависимости от степени засоления почв
Для снижения влияния засоления почв на продуктивность риса необходимо соблюдать режим орошения, обеспечивающий улучшение мелиоративного состояния земель и получение достаточно высоких урожаев зерна.
На засоленных землях следует применять режим постоянного затопления. Наличие постоянного слоя воды на рисовых чеках создает благоприятные условия для расслоения почв и гибели сорной растительности. При режиме постоянного затопления предусматривается поддержание определенного слоя на рисовом поле в течение всего поливного периода.
По результатам многолетних исследований, выполненных на различных массивах бассейна Сырдарьи в зависимости от степени засоления почв, засоренности земель и дренированности территории, рекомендуются четыре режима постоянного затопления. Первый – без применения гербицидов. Второй – с применением гербицидов рекомендуется на хорошо дренируемых землях. Третий вид режима постоянного затопления с применением гербицидов рекомендуется на плоходренируемых землях. Четвертый вид с применением противозлаковых гербицидов применяется на плоходренируемых землях с частичным выклиниванием грунтовых вод в рисовые чеки.
На слабодренированных, сильнозасоленных землях, особенно если в составе солей преобладают сульфаты, вода рисовых чеков из-за повышения щелочности приобретает кремовую окраску. Щелочность в воде способствует растворению органических веществ с выделением сероводорода. Токсично действующего на растения риса. В таких случаях, независимо от минерализации воды в чеках. Воду необходимо сбросить, слегка подсушить почву и затем затопить чеки свежей водой до прежнего уровня.
В застойной воде рисовых чеков могут появиться и вредители риса – личинки рисового комарика, рисового и ячменного минера, особенно опасны они в начальный период вегетации риса, когда у растений появляется 1-2 листка. При поражении посевов личинками комарика и минера воду из чеков следует сбрасывать почти до нулевой отметки, но так, чтобы листья риса не легли на почву и не прилипли к ней. После гибели личинок слой воды наращивается до прежнего уровня.
Эффективность режима орошения на сильнозасоленных почвах во многом определяется степенью естественной и искусственной дренированности территории. Там, где за счет фильтрации воды создается промывной режим орошения, с суточным обновлением воды в чеках от 20% до 30%, затраты воды на выращивание риса минимальные, а урожай не ниже, чем на участках с укороченным затоплением, при котором наилучшим образом удовлетворяются физиологические особенности растений в период прорастания и всходов, что обеспечивает всхожесть и урожайность риса.
На незасоленных землях рис возделывается при укороченном режиме затопления, суть которого заключается в следующем: всходы риса получаются при увлажненных поливах в период прорастания семян. Почва поддерживается во влажном состоянии ниже 905% наименьшей влагоемкости, т. е. в состоянии почти полного насыщения, но без слоя воды.
По результатам многолетних исследований рекомендуются четыре режима укороченного затопления. Первый – без применения гербицидов, на хорошо дренируемых, слабозасоленных почвах и на засоренных участках. Второй – с применением противозлаковых гербицидов рекомендуется на средне и слабозасоленных, хорошо дренируемых землях. Третий вид режима укороченного затопления с применением противозлаковых гербицидов рекомендуется на плоходренируемых, средне и слабозасоленных почвах. Четвертый вид режима укороченного затопления с применением противозлаковых гербицидов рекомендуется на недренеруемых, засоленных землях. Из перечисленных выше режимов следует применять тот, который в данных конкретных условиях обеспечивает получение высокого урожая риса при наименьшей его себестоимости и максимальной экономии оросительной воды.
В режимах затопления риса очень большое значение имеют предуборочные сроки прекращения подачи или сброса воды из рисовых чеков, от которых во многом зависят технологические качества зерна, начало уборки, величины оросительной нормы и в конечном итоге, урожай риса. Во всех случаях во избежание полегания риса и потери урожая сбрасывать воду следует при постепенном снижении ее слоя на чеках. Такое снижение слоя возможно, если подачу воды прекратить до полной спелости риса, подачу риса рекомендуется прекращать в фазы молочно-восковой или восковой спелости зерна, в зависимости от степени дренированности участка, с таким расчетом, чтобы созданный слой воды на рисовом поле продуктивно использовался растениями риса на дозревание, т. е. на суммарное водопотребление и фильтрацию, и чтобы влажность почвы к моменту уборки была выше на 75-85% НВ.
Рекомендуемые оросительные нормы риса по массивам орошения, м3/га
Орошаемые массивы | Оросительные нормы риса | |||
нетто | брутто | |||
Незасоленных и слабозасоленных почвах | Засоленных почвах | Незасоленных и слабозасоленных почвах | Засоленных почвах | |
Кызылкумский | 22300 | 26600 | 27300 | 35000 |
Жанакорганско-Шиелийский | 21800 | 26200 | 29500 | 34500 |
21300 | 25700 | 30000 | 36200 | |
Қазалы-Арал | 20900 | 25600 | 29900 | 36600 |
Акдалинский | 21000 | 25300 | 26700 | 33700 |
Каратал | 17900 | 22000 | 22700 | 27900 |
Завышение оросительных норм риса обусловлена ухудшением мелиоративного состояния орошаемых участков. Они являются типичными для всех массивов орошения Кызылординской области, т. е. неровные чеки, отсутствие плоских затворов на гидротехнических сооружениях, отсутствие водовпускных и водовыпускных устройств на чеках, заиление и зарастание камышами каналов и коллекторов и т. д.
В этих условиях невозможно достижения эффективного использования водных ресурсов и соблюдения режима орошения риса, что является основным условием получения высоких урожаев.
Для эффективного использования водно-земельных ресурсов необходимо разработка и внедрение водо,-ресурсосберегающих технологий орошения сельхозкультур рисового севооборота, с автоматизацией процесса подачи, сброса и учета оросительной воды.
Одним из основных направлений дальнейшей интенсификации рисосеяния является повышение продуктивности орошаемого гектара и уровня эксплуатации рисовых систем на основе совершенствования способов и технически средств управления водораслределением и автоматизаций управления и учета воды на низовом звене рисовой системы, т. е. на рисовых чеках.
Необходимо отметить что, с 2014 года нами, совместно с учеными Казахского НИИ водного хозяйства начата работа по применению водосберегающей технологии в рисоводстве.
И уже имеются положительные результаты Пилотного проекта по повышению эффективности использования поливной воды в условиях уменшения водных ресурсов, путем применения инновационных мероприятий по улучшению мелиоративного состояния орошаемых земель на рисовых севооборотах.
Схема автоматизированной установки подачи и учета воды на рисовые чеки
Автоматизация сброса воды с рисовых чеков
Необходимо отметить, что эти автоматизированные устройства обеспечивает круглосуточное регулирование уровня воды в чеках и учета воды подаваемый в чек или же сбрасываемый в сброс.
Также они на много облегчают труд поливальщика, прост в эксплуатаций и дешево по конструкций.
Водоучет - система измерений и регистраций объема воды на гидромелиоративных и водохозяйственных объектах. Водоучет позволяет обеспечить контроль использования водных ресурсов и составляет основу для диспетчерского управления водораспределением и водоподачей на оросительных системах.
По функциональному признаку на межхозяйственной части системы выделяются: участок головного питания, узлы командования и водораспределения, точки выдела воды хозяйствам; на внутрихозяйственной сети - узлы внутрихозяйственного водораспределения, точки выдела воды на севооборотные участки.
Схема водораспределения и водоучета на оросительной системе:
1 - каналы; 2 - коллекторы; 3 - главный гидрометрический пост; 4 - гидрометрические посты; 5 - границы эксплуатационных участков; 6 - узлы командования; 7 - узлы распределения; 8 - автоматические узлы; 9 - точки выдела.
Точкой выдела воды в хозяйство называется водовыпуск в хозяйственный канал или пункт на канале, в котором производится фактическая передача воды водопользователю.
Все оросительные каналы и сооружения на них, расположенные выше точек выдела воды хозяйствам, относятся к межхозяйственной части системы, находятся на балансе и обслуживаются государственной эксплуатационной организацией - УОС. Внутрихозяйственная часть системы, расположена ниже точек выдела воды хозяйствам, находится на балансе и обслуживается самими хозяйствами - водопользователями или за их счет.
На внутрихозяйственной оросительной сети аналогичным образом выделяются узлы водораспределения и точки выдела воды на севооборотные участки.
Все точки выдела, узлы командования и распределения, как на межхозяйственной, так и на внутрихозяйственной оросительной сети должны быть оборудованы водомерными устройствами, позволяющими распределить воду в определенных расходах (объемах) в соответствии с планами водопользования.
Учет воды на оросительных системах является основой проведения планового водопользования.
Для учета воды на оросительной системе устанавливаются гидрометрические посты.
Для нормального водоучета необходимо в среднем 10-12 постов на 1000 га орошаемой площади.
Последовательность действий при выборе места строительства и типа водомерного устройства:
1. Выбрать участок канала и створ проектируемого гидропоста;
2. Визуально определить режим движения потока, произвести оценку состава оросительной воды;
3. Измерить среднюю ширину по дну (в), по верху (В) и строительную высоту (h) канала и определить длину прямолинейного участка;
4. Выбрать подходящий тип водомерного устройства.
Пояснения по каждому пункту действий:
По первому пункту: Участок канала, где намечается строительство гидропоста, должен быть прямолинейным, длиной не менее L = (6-10) * b, где b – ширина канала по дну. Створ гидропоста должен быть разбит на середине или, чуть ниже середины длины прямолинейного участка на расстоянии l = 0,5-0,7 * L. Путем визуального осмотра надо убедиться, в отсутствие отложений донных наносов, повреждений берм и откосов канала;
Продольный и поперечный профиль выбранного участка канала
По второму пункту: Произвести осмотр водной поверхности и дна участка канала как вверх, так и вниз по течению. Определить режим движения потока и дать визуальную оценку качества оросительной воды (наличие наносов), где намечено строительство гидропоста;
По третьему пункту: В зависимости от результатов осмотра по пунктам 1 и 2, произвести подбор подходящих типов водомерных устройств, пригодных для учета воды в этом створе. В зависимости от финансовых возможностей, наличия местных стройматериалов и прочих факторов, окончательно произвести выбор подходящего типа водомерного устройства.
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ПОВЕРХНОСТНЫМИ ПОПЛАВКАМИ
Для измерения поверхностных скоростей выбирают прямой участок длиной не менее L=50Vмакс.
Поверхностная скорость Vп=L/t.
Средняя скорость Vср=КVп, где К – поправочный коэффициент от поверхностной скорости к средней, приближенно К=0,7…0,9.
Использование глубинных поплавков позволяет получить более достоверные результаты, в этом случае вводить поправочный коэффициент для расчета средней скорости не нужно.
Поплавки применяют для измерения расхода воды в следующих случаях:
- для измерения малых скоростей течения на вертикали, когда они меньше предельной скорости вертушки – 0,08 м/с, например, при заросшем русле (глубинные поплавки);
- при интенсивном ледоходе в качестве поплавков используют отдельные льдины (поверхностные поплавки);
- при повреждениях вертушки, плавсредства или переправы (поверхностные поплавки);
- для разовых приближенных определений расхода воды на необорудованных створах и при рекогносцировке (поверхностные поплавки);
- в период половодья и паводков на больших реках (аэрогидрометрическим способом).
АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА
Расположение точек измерения скоростей
на скоростной вертикали
| V=0,1(Vпов+3V0,2h+3V0,6h+2V0,8h+Vд) V=0,25(V0,2h+2V0,6h+V0,8h) V=0,5(V0,2h+V0,8h) V=V0,6h |
В зависимости от необходимой точности, глубины реки выбирается метод измерения средней скорости на вертикали (одно-, двух-, трех - или пятиточечный).
При глубинах менее 1 м рекомендуется измерять скорость течения в одной точке (на глубине 0,6h).
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА
Формула Шези
Q – расход, м3/с;
ω - площадь живого сечения, м2;
R – гидравлический радиус, м, R=ω/χ;
χ - смоченный периметр, м;
с – коэффициент Шези;
n – коэффициент шероховатости русла (принимается по справочникам в зависимости от состояния русла);
i – уклон свободной поверхности (для большинства равнинных рек 0,001…0,005)
В качестве стандартных устройств для измерения расходов воды приняты следующие типы водомеров:
Водосливы с тонкой стенкой, различного профиля;
Расходомерные пороги САНИИРИ;
Лотки Вентури;
Лотки Паршала;
Лотки САНИИРИ (Ярцева).
Все вышеперечисленные водомерные устройства удовлетворяют требованиям Стандартов или Правил, благодаря чему обеспечивается возможность изготовления и применения таких измерительных устройств без индивидуальной градуировки.
Ниже рассмотрим предназначенные для учета расходов воды на внутрихозяйственной оросительной сети и получившие наибольшее распространение стандартные водосливы Томсона, Чиполетти и лотки САНИИРИ (Ярцева).
Водослив Томсона (ВТ)
Водослив ВТ–50 предназначен для измерения расходов воды до 50 л/с. Водослив ВТ изготавливается как переносной, так и стационарной конструкции. Конструкция его состоит из водослива треугольной формы, сходящимися кромками под углом 90о, изготовленного из листовой стали толщиной 3 мм; уголка жесткости и уровнемерной рейки, укрепленной на стенке водослива наклонно под (45о) или вертикально (90о). Кромка порога водослива ВТ, обращенная к подводящему каналу, должна быть острая, с фаской – (45о).
Водослив Чиполетти (ВЧ)
Водослив Чиполетти ВЧ–50 предназначен для оросителей с диапазоном измерения расхода от 5 до 80 л/с; ВЧ–75, для оросителей с диапазоном измерения расхода от 15 до 230 л/с. Водослив ВЧ–50 относится к трапецеидальным водосливам с тонкой стенкой с боковыми откосами 1:4. Он изготавливается, из листовой стали толщиной 3–4 мм; и уголков для обеспечения жесткости конструкции. Ширина гребня водослива (b = 50 см) выполняется с допуском ± 2–3 мм, остальные размеры – с допуском ± 5–10 мм; кромка водосливного отверстия должна быть ровной, чистой, без зазубрин и выступов.
Водослив ВЧ–75 изготавливают из стали толщиной 4 мм, водосливное отверстие должно быть ровным без зазубрин и выступов. Основной размер гребня b = 75 см, выполняется с допуском ± 5 мм, остальные размеры с допуском ± 10 мм.
Ширина гребня водосливов ВТ и ВЧ выполняются с допуском ± 2–3 мм, остальные размеры – с допуском ± 5–10 мм; кромка водосливного отверстия должна быть ровной, чистой, без зазубрин и выступов.
Кромка порога водосливов ВТ, ВЧ быть острой с фаской 450, обращенной навстречу потоку.
Уровнемерная рейка должна быть изготовлена на специализированном заводе из металла с покрытием водостойкой краской. Деления и числа не должны стираться, а нули реек должны совпадать с отметкой гребня водослива; всю металлоконструкцию окрашивают в три слоя противокоррозионной краской.
Измерение расходов воды водосливами
Определение расхода воды (м3/с) производится по рабочим формулам:
для треугольного водослива ВТ
для трапецеидальных водосливов ВЧ,
где:
b – ширина порога водослива, (м);
H – напор воды над порогом водослива, (м).
Эксплуатация водосливов (ВТ, ВЧ)
Для нормального в пределах допустимой точности (у ± 5%) учета воды необходимо соблюдать следующие правила:
систематически проверять горизонтальность порога и вертикальность стенки; следить, чтобы нули реек совпадали с уровнем порога;
очищать в случае заиления подводящий участок канала (порог Р должен быть выше дна канала в верхнем бьефе);
не допустимо затопление гребня водослива со стороны нижнего бьефа;
производить не реже 1 раза в год ремонт водосливной установки (очистка от наносов, исправление дефектов, окраска, замена реек и т. д.).
Для малых каналов АВП рекомендуется строить лоток САНИИРИ, остальные лотки (Паршала, Вентури) не рекомендуются для строительства, т. к. они сложны в изготовлении.
Фиксированное русло
В практике водоучета когда необходим учет больших расходов воды, или в случаях когда режим потока неустановившийся, на прямолинейном участке земляного канала, оборудуется гидропост типа фиксированное русло (ФР) с уровнемерной рейкой.
Для получения расходной зависимости Q = f (H) необходимо проведение индивидуальной градуировки «ФР». Фиксированное русло, может быть выполнено из бетонных плит, или монолитного бетона с толщиной не менее 5 см, для придания устойчивости облицовки механическим воздействиям и размыву потоком воды.
