О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ КРЫМ

IN THE EXPEDIENCY OF THE USE OF SUBSURFACE IRRIGATION IN THE REPUBLIC OF CRIMEA

О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ КРЫМ

JOURNAL: CONSTRUCTION ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL MANAGEMENT  Volume №4 (81), 2021

Section 2. Regional problems of environmental management

Publication text (PDF): Download

UDK: 631.674

AUTHOR AND PUBLICATION INFORMATION

AUTHORS:

1. Zakharov R.Yu., V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea
2. Borbot I.N., V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea
3. Skosar D.V., V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea

TYPE: Article

DOI: https://doi.org/ 10.37279/2519-4453-2021-4-53-63

PAGES: from 53 to 63

STATUS: Published

LANGUAGE: Russian

KEYWORDS: subsurface irrigation, irrigation network, microporous hose, efficiency

ABSTRACT (ENGLISH): This article substantiates that intra-soil irrigation is competitive in relation to other methods, including drip irrigation. Therefore, the intra-soil can be recommended for widespread implementation on the territory of the Crimea. Based on multifactorial analysis, data from laboratory experiments and calculations of the main parameters of the intra-soil irrigation system, it was determined that intra-soil irrigation of vineyards using microporous hoses is an effective and environmentally safe irrigation method and, in general, a promising direction for the development of irrigated agriculture in the Crimea.

 

ВВЕДЕНИЕ

Благоприятные агроклиматические условия и природно-ресурсный потенциал Республики Крым [1] всегда способствовали активному развитию сельского хозяйства. Расположение части региона в умеренно-континентальном климате (степной и предгорный Крым), и части территории с субтропическими условиями (в пределах Южного берега Крыма), высокие значения теплообеспеченности, значительные площади под черноземами (более 40 % площади региона) и высокая доля земель сельскохозяйственного назначения (около 2/3 от общей площади земель) позволяют выращивать в Республике Крым разнообразный спектр сельскохозяйственных культур.

В некоторых подотраслях растениеводства Республика Крым занимает лидирующие позиции среди регионов страны (на 2015 год занимала 3 место в России по валовому сбору винограда, 7 место- ягод и плодов, 10 место- овощей, 19 место по производству семян подсолнечника и 27 место по валовому сбору зерна) [2].

Основным препятствием, сдерживающим развитие сельского хозяйства на территории Крыма, является отсутствие в полном объёме потребностей водных ресурсов и эффективной технологии увлажнения в условиях дефицита водных ресурсов. Положительно решить вопрос увеличения площадей орошения можно внедряя новые технологии полива [3].

Поэтому в настоящий момент является весьма актуальным исследование целесообразности применения внутрипочвенного орошения в Республике Крым.

 

АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ, МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ

На данный момент для зон недостаточного или неустойчивого увлажнения достаточно широко известны и наиболее часто применяются такие способы орошения, как полив по бороздам, дождевание, подкроновое орошение, синхронно-импульсное орошение, капельное орошение [4].

К недостаткам полива по бороздам можно отнести: неэффективное использование водных ресурсов вследствие высоких оросительных норм, ухудшение агрофизических свойств почвы; переуплотнение почвы; процесс миграции мелкодисперсных частиц почвы в нижележащие горизонты и их кольматация; вероятное поднятие уровня грунтовых вод, ухудшение водно-солевого режима почв и, как следствие, их вторичное засоление и развитие процессов слитизации.

Недостатками орошения дождеванием являются: высокие финансовые затраты на покупку и монтаж оборудования; недостаточно надежная работа техники; большая энергоемкость данного процесса; неравномерность полива при ветреной погоде; нецелесообразность использования на тяжелых почвах в условиях сухого и жаркого климата; невозможность глубокого промачивания тяжелых почв при высокой интенсивности дождя без образования луж и поверхностного стока, что может приводить к эрозии и деградации почв.

Недостатками подкронового орошения являются: высокие начальные инвестиции; высокие расходы на электроэнергию; чувствительность к ветру; водопотери от испарения с поверхности; опасность солевых ожогов и болезней листвы.

Недостатками синхронно-импульсного дождевания являются: высокие капитальные и эксплуатационные затраты; вероятность повреждений листьев каплями; вероятность развития поверхностной эрозии почв; сложность управления процессом в изменяющихся условиях эксплуатации текущего года.

Недостатками капельного орошения являются: необходимость относительно большого количества воды для глубокого проникновения в корнеобитаемый слой; развитие поверхностных корней в связи с тем, что в основном увлажняется верхний слой почвы; уплотнение почвы; засоление поверхностного слоя почвы; сильное развитие сорняков, что приводит к дополнительным трудозатратам по их уничтожению.

Таким образом все применяемые способы орошения имеют те или иные недостатки и ограничения по использованию.

В соответствии с ГОСТ 26967–86 «Гидромелиорация. Термины и определения» внутрипочвенное орошение (ВПО) – орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону изнутри [5].

При внутрипочвенном орошении вода по увлажнителям подается в корнеобитаемый слой почвы, где происходит увлажнение за счет как гравитационного, так и капиллярного передвижения влаги, благоприятно воздействуя на развитие корневой системы, что положительно сказывается на продуктивности, росте и развитии растения.

По способу подачи воды внутрипочвенное орошение делят на вакуумное или абсорбционное (вода поступает к растениям благодаря всасывающим свойствам почвы, обусловленным силами поверхностного натяжения), безнапорное (верхние слои почвы увлажняются благодаря капиллярному движению воды), напорное (вода подается в почву под давлением) [6].

В системах для внутрипочвенного увлажнения вода с помощью труб-увлажнителей вводится непосредственно в корнеобитаемый слой почвы. Системы с использованием труб-увлажнителей могут быть безнапорными и напорными. Во втором случае используются насосные установки.

На данный момент в России и в мире распространение получило внутрипочвенное орошение преимущественно с капельными трубками [7, 8].

В настоящее время в качестве труб-увлажнителей используются тонкостенные пластиковые трубы диаметром 16…32 мм. В исходном положении они имеют плоскую форму и смотаны в катушку. При укладке труба разматывается, покрывается почвенным слоем, а после нагнетания в нее воды она приобретает цилиндрическую форму, имеющиеся в стенке трубы микроотверстия при этом открываются и вода, просачиваясь сквозь них, увлажняет почву вокруг трубы. По окончании сезона труба извлекается и утилизируется. При глубине укладки труб ниже пахотного горизонта они могут использоваться многократно.

Отсутствие прямого контакта поливной воды с воздухом исключает её выветривание и испарение, что делает этот способ полива высокоэкономичным, верхний слой почвы не увлажняется. Верхний слой почвы легко содержать в рыхлом состоянии. Одновременно с поливом легко проводить корневые подкормки любыми растворимыми удобрениями.

Достоинства внутрипочвенного орошения:

• в верхних слоях почвы сохраняется ее структура и не образуется корка;
• на поверхности поля отсутствует постоянная оросительная сеть, что благоприятствует его механизированной обработке;
• уменьшается развитие сорняков и вредителей на поле;
• снижаются затраты рабочей силы на полив;
• по данным компании производителя высокая долговечность системы орошения, при температуре почвы порядка 15 градусов Цельсия система будет надежно работать не менее 18 лет.
• подтверждена многофункциональность системы внутрипочвенного орошения, она позволяет задать новое направление — барботирование (насыщение корневой системы кислородом).

Дополнительными преимуществами применения внутрипочвенного орошения можно считать следующее:

• Безопасная и эффективная доставка удобрений к корням растений, при которой удобрения не попадают в поверхностные стоки, например, во время дождей, при этом снижается химическое загрязнение почвы.
• Повышение аэрации почвы — мелкие частички почвы не вымываются, поверхность остается рыхлой, уменьшается уплотнение почвы.
• Затрудняется прорастание семян сорняков, следовательно, нужно меньше гербицидов и поверхностных обработок почвы культиваторами.
• Высокая эффективность. Низкие эксплуатационные расходы и низкие трудозатраты.
• Нет повреждений капельных линии людьми (защита от вандализма и воровства), животными и птицами.
• Система не мешает передвижению и работе сельскохозяйственной техники.
• Можно использовать оборотные и очищенные сточные (канализационные) воды, так как нет прямого контакта воды с растениями.
• Снижается риск заражения растений грибковыми болезнями, так как поверхность почвы, стебли и листья остаются сухими, что резко уменьшает риск распространения болезней.
• Шланги внутрипочвенного орошения можно прокладывать в земле по любой траектории, то есть, если участок имеет круглую или сложную форму с большим количеством изгибов, трубка может повторять форму участка, и ее положение не будет изменяться.
• Использование внутрипочвенного капельного орошения для многолетних насаждений является наиболее современным и прогрессивным в садоводстве, виноградарстве, садово-парковом хозяйстве и ландшафтном дизайне.

К недостаткам данного способа можно отнести:

• частичный перерасход воды, которая может уходить ниже активного слоя почвы;
• ограниченное применение на засоленных почвах;
• относительно высокая стоимость системы орошения.

Эффективность ВПО для различных сельскохозяйственных культур отмечается в работах и опытах российских и зарубежных исследователей: В.П. Остапчика, М.С. Григорова, В.И. Бобченко, Н.Р. Хамраева, В.Н. Кичигина, Д.П. Гостищева, Е.П. Борового, W. Mitchell, W.Gardner, В.И. Кременского, Ю.А. Селиванова, В.Н. Лунева, Л.Х. Ким, В.М. Масленникова, В.Н. Сторчоуса и других ученых [9, 10].

На территории СССР опыты применения внутрипочвенного орошения известны с 1935 года. Еще тогда в практике орошения разрабатывали и применяли системы полива с использованием сети из асбоцементных и перфорированных пластмассовых труб. В 80-е системы капельного полива и внутрипочвенного орошения активно внедрялись в Молдавии и Крыму, но широкого развития в тот момент они не получили. ВПО в Крыму пока слабо внедрено.

По мнению производителей «Принципиально суть эффективности и экологичности микропористых шлангов можно пояснить так. Резиновая крошка из изношенных автопокрышек измельчается до состояния муки. При этом она становится активной. Если взять этот порошок, смешать в определенной пропорции с безопасными полимерами, сдавить, нагреть и, с помощью экструдера, выдавить в форме трубы, то он снова превратится в резинотехническое изделие — микропористый шланг. Он имеет поры размером от одной до ста микрон. Такая трубка на 70% состоит из активной резиновой крошки и на 30% — из полимера» [11, 12].

Тестирование микропористого водопроводящего шланга производилось на опытных участках Академии биоресурсов и природопользования Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского с 2017 года [13, 14].

Ученые исследовали поведение одних и тех же культур при использовании традиционных систем полива и внутрипочвенного орошения. Подтверждены неплохие результаты по существенной экономии воды, влага от проложенной линии, как показали опыты, не только опускается вниз, но и за счет микрокапиллярного подъема поднимается вверх.

Требуется дальнейшее изучение возможностей применения данного способа орошения на территории Республики Крым. Особый интерес должны представлять технологии применения ВПО с использованием микропористых шлангов, что позволит более рационально использовать все виды ресурсов и откроет новые возможности утилизации очищенных сточных вод [15, 16].

 

ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью данной работы является изучение целесообразности применения внутрипочвенного орошения в Республике Крым. Данный способ изучен в меньшей степени, чем поверхностные способы полива, и требует дальнейших исследований.

Особое внимание необходимо уделить определению гидравлических характеристик поливных трубок (микропористых шлангов) и расходных характеристик сети при данном способе орошения. Значения характеристических параметров сети позволят более детально определить в сравнительной оценке эффективность применения внутрипочвенного орошения на территории Крыма.

 

ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ

С целью параметрических испытаний микропористого шланга ШМ-25-50, в лаборатории Гидравлики и гидротехнических сооружений кафедры Природообустройства и водопользования Института «Академия строительства и архитектуры» КФУ им. В.И. Вернадского была собрана экспериментальная лабораторная установка.

Схема установки приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема экспериментальной лабораторной установки. 1- бак с водой; 2- пластиковый трубопровод; 3- фитинг сантехнический трехсторонний, с двумя переходами; 4- счетчик воды; 5- водопроводный вентиль; 6- манометр; 7- электронасос; 8- преобразователь частоты; 9- бак расширительный; 10- шланг усиленный; 11- шланг ШМ-25-50; 12- стенд гидравлический.

 

Описание оборудования и средств измерения, используемых при проведении испытаний:

• Бак с водой ёмкостью 50 л;
• Пластиковые трубопроводы диаметром 16 мм;
• Фитинг пластиковый трехсторонний сантехнический, с двумя переходами;
• Счетчик холодной воды NOVATOR ЛК-15Х;
• Вентиль шаровый водопроводный;
• Моновакуумметр пружинный общетехнический ОБМВ1-100;
• Электронасос Pedrollo JSWm 10М:
• Преобразователь частоты USR-VD-2R2G- 4;
• Бак расширительный емкостью 8 л;
• Шланг усиленный диаметром 16 мм;
• Шланг микропористый ШМ 25-50: Длина образца- 10 м; Диаметр 16 мм;
• стенд гидравлический.

Результаты испытаний:

Количество опытов – 10 шт. Время одного испытаний — 1 час. Давление в системе — 2 ат.

Среднее значение водоотдачи на 1 пм шланга составляет 3,6 л/час.

В связи с большими капитальными затратами на строительство, внутрипочвенное орошение наиболее целесообразно использовать при выращивании культур, отличающихся высокой рентабельностью. В Крыму к ним, прежде всего, относится виноград.

Применение внутрипочвенного орошения в Республике Крым представляется наиболее эффективным в виноградарстве. Виноградарство и виноделие можно отнести к отраслям экономики Республики Крым, потенциально перспективным в условиях санкций и способным принести в региональный бюджет собственные доходы [17, 18]. Выращивание винограда является одним из приоритетных направлений развития агропромышленного комплекса Республики Крым, т.к. данное направление позволит максимально эффективно использовать региональные преимущества и обладает максимальной отдачей от вложенных инвестиций.

Недостатком строительства системы внутрипочвенного орошения перед посадкой культур является тот факт, что произведенные капитальные вложения не приносят прибыли и не окупаются в течение нескольких лет (до начала плодоношения).

В современных рыночных условиях это является препятствием широкого внедрения внутрипочвенного орошения. По этой причине, появилась необходимость в проведении исследований по изучению эффективности строительства и эксплуатации систем внутрипочвенного орошения на территории действующих насаждений виноградников.

Для определения расходных характеристик сети к расчету принят участок виноградника площадью 50 га: 4 поливных участка соответственно площадью 2 участка по 15 га и 2 участка – по 10 га. Параметры оросительной сети следующие:

• Длина ряда- 100 м;
• Ширина модуля 500 м, длина-100 м;
• Ширина и длина сектора (клетки) 100 м;
• Междурядье- 3м;
• Расстояние между кустами винограда-2 м;
• Трубки закладываем на расстоянии 1,5 м от ряда, каждое междурядье;
• Ширина дорог между модулями- 6 м;
• Ширина дорог между секторами (клетками)- 5 м;
• Ширина главных дорог-10 м (для разворота техники).

Система ВПО включает водозаборное сооружение, насосную станцию, оросительную, увлажнительную и водоотводящую аэрационную сети с соответствующими сооружениями и арматурой на них. Далее вода по магистральному трубопроводу поступает в распределительный трубопровод. В местах их состыковки устанавливаются распределительные колодцы. Из распределительного трубопровода вода поступает на сектора для полива винограда с помощью увлажнительных трубок.

При проектировании нужно учитывать следующие особенности системы:

• Проектирование разводящих трубопроводов с учетом рельефа.
• Правильный расчет глубины закладки трубопроводов с учетом выращиваемых культур. Например, для орошения газонов, для цветников и озеленения, трубки могут быть проложены на глубине 10-30 сантиметров. Для многолетних насаждений глубина закладки должна быть выше, и может составлять, в зависимости от вида растений, от 25 до 70 сантиметров.
• Точный расчет потребности воды позволяет уменьшить диаметр разводящих трубопроводов и мощность насосных установок.
• Система должна проектироваться как стационарная система орошения, рассчитанная на длительную эксплуатацию.
• Систему орошения рекомендуется оснащать автоматизированной системой фильтрации воды, системой фертигации и автоматизации полива.

Так как расстояние между рядами кустарника, а=3м, то количество рядов n=31. Длина увлажнителя L=50 м, то количество увлажнителей на 1 га=62.

Исходя из того, что b_{сектора}=100 м, а расстояние между кустарниками 2 м, то количество кустарников в ряду n=100/2=50 шт, распределительный трубопровод не доходит до конца модуля на 3,5 м, данная система пригодна для использования при уклонах местности i= 0÷0,3.

Определяем расходы увлажнительного и участковых трубопроводов, а также расходы на участках распределительного трубопровода.

• Расход увлажнительного ТП:

Qht=qh*lh

(1)

 

q_h – расход воды, поступающей в почву с 1м увлажнителя,

q_h=3,6 л/ч (определен в результате лабораторного эксперимента);

l_h— длина увлажнителя, l_h=50 м.

Q_ht=3,6/3600*50=0,05 л/с

 

• Потери пьезометрического напора

 

(2)

 

Где Q_ht— расчетный или задаваемый расход увлажнителя, л/с;

K- модуль расхода, л/с,  (S- площадь живого сечения увлажнителя, м²; С- коэффициент Шези, м^0,5/с; R- гидравлический радиус, м); i_h— уклон увлажнителя.

n=0,017

R= d/4 м

 

• Расход распределительных ТП

Так как крайние распределительные трубопроводы РТ₁ и РТ₁₁ обеспечивают водоснабжение 1-го модуля каждый (31 увлажнительная трубка на гектар), а остальные 9 трубопроводов РТ₂…РТ₁₀ по два модуля (62 увлажнительные трубки на гектар), расчет расхода распределительных трубопроводов имеет вид:

нетто:

Q _РТ1=Q _РТ11= Q_ht* n_{увл. тп}*5=0,05*31*5=7,75 л/с

Q_РТ2…Q _РТ10= Q_ht* n_{увл. тп} *5=0,05*62*5=15,5 л/с

Где n_{увл. тп}— кол-во увлажнительных ТП;

5- кол-во секторов на 1 распределитель.

брутто: 

QРТбр=QРТ/ƞ

(3)

Q _РТ1^бр=Q _РТ11^бр=7,75/0,99=7,83 л/с

Q _РТ2^бр…Q _РТ10^бр=15,5/0,99=15,66 л/с

• Расход распределительных трубопроводов:

Расходы участков магистрального трубопровода имеют следующие значения:

Нетто:

Для участка 1 (Модули 1,2,3) для участка 2 (Модули 4,5,6):

Q₁= Q_ут1+Q_ут2+Q_ут3+1/2Q_ут4= Q₂= ½*Q_ут4+Q_ут5+Q_ут6+1/2Q_ут7=7,75+15,5*2+1/2*15,5=46,5 л/с

Для участка 3 (Модули 7,8) и для участка 4 (Модули 9,10):

Q₃= ½*Q_ут7+Q_ут8+ 1/2Q_ут9= Q₄= ½*Q_ут9+Q_ут10+Q_ут11=7,75+15,5+1/2*7,75=31 л/с

Брутто:

Q_рт^бр=Q_ут/ƞ

 

Q₁^бр= Q₂^бр=46,5/0,98=47,45 л/с= м3/ч

 

Q₃^бр= Q₄^бр=31/0,98=31,63 л/с

Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Расчетные расходы оросительной сети

Участок	Расход увлажнительного ТП, Qht, л/с	Расход распределительных ТП, нетто, л/с	Расход распределительных ТП, брутто, л/с	Расход участков магистрального ТП, нетто, л/с	Расход участков магистрального ТП, брутто, л/с
1,2	0,05 л/с	7,75	7,83	46,5	47,45
3,4		15,5	15,66	31	31,63

 

Для исследования режима орошения необходимо определить единичную поливную норму, поливную норму на 1га орошаемой площади и продолжительность полива на всех участках.

• Единичная поливная норма

msh= 0,65dwB(FC1-V01)

(4)

d_w= 1,4 м;

B=1

FC₁=0,32

V₀₁=0,7…0,8FC₁=0,7*FC₁

m_sh=0,65*1,4*(0,32-0,7*0,32)=0,0874

• Поливная норма в расчете на 1 га орошаемой площади:

m= msh*nh *lh

(5)

 

m=0,0874*62*50=270,94, м3/га

• Продолжительность полива:

(6)

 

Единичная поливная норма m_sh=0,0874;

Поливная норма на 1га орошаемой площади m=270,94, м3/га;

Продолжительность полива на всех участках  часа.

По установленной методике «Режим внутрипочвенного орошения рассчитывается на обеспеченность дефицита водного баланса, устанавливаемую по соответствующим технико-экономическим показателям» [19].

Дефицит водного баланса рассчитываем по формуле:

 

ДБкап=10·γ·μ·Σd [Кб – Кі (1 – s)σ + sΔКі σ] – 10·s·φ·Р + Ф, м3/га,

(7)

 

где γ — коэффициент влагообмена;

μ — микроклиматическая поправка; 

Σd- сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха, мб;

s — доля площади питания куста, подлежащая расчету; 

σ — коэффициент затенения; 

φ- доля осадков, попадающих под крону, долей единицы; 

Р- осадки, мм;

К_і — коэффициент испарения почвой, мм/мб; 

К_б— биологический коэффициент, мм/мб; 

Ф- фильтрация воды за пределы достижения ее корневой системой куста, м³/га.

Сумму среднесуточных дефицитов влажности воздуха Σd, осадки Р и другие метеорологические и агроклиматические элементы устанавливают по данным наблюдений репрезентативных метеостанций или постов.

Площадь увлажнения под кустом винограда определяется по формуле:

 

S=n×ω/аb,

(8)

где  n – число водовыпусков под деревом (кустом);

ω — площадь, увлажняемая из одного водовыпуска, м² ; 

а — расстояние между кустами в ряду, м;  

b— расстояние между рядами кустов.

Коэффициент затенения почвы кроной σ зависит от возраста и вида куста, схемы его посадки и самой кроны, для виноградников это значение постоянно и равно единице.

Доля осадков φ, попадающих под крону дерева, зависит от структуры кроны, количества и характера осадков.

Коэффициент испарения почвой К_і в формуле:

Еп= Кі Σ d, мм,

(9)

для расчета физического испарения наиболее полным применительно к условиям орошения, величина К_і изменяется в следующих пределах (табл. 2).

 

Таблица 2. Величина коэффициента испарения почвой, К1

Сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха, за декаду, мб	Значение Кі
< 65	0,1
66…132	0,09
133…210	0,08
>210	0,07

 

Коэффициенты биологической кривой К_б устанавливают в результате специальных экспериментов в соответствующих зонах при традиционных способах полива.

Расчет сроков полива производится по интегральным кривым дефицита водного баланса, причем норма полива не может превышать активный запас влаги в увлажняемом объеме почвы, то есть:                                                  m_нетто  ≤  100 h·α·s(r_нв— λ_нв)  ≤ W_акт,  м³/га,                   (10)

где h – глубина расчетного слоя почвы, м;     

α – плотность сложения почвы, г/см³, т/м³;

r_нв – наименьшая влагоемкость, % массы абсолютно сухой почвы; 

λ – коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующий нижней границе оптимального увлажнения, долей единицы;

s – часть площади питания, увлажняемая при поливе, долей единицы.

Соответственно для одного дерева или куста норма

                          m_нетто = m_нетто · 1000 / N, л/раст.                                      (11)

где N – число кустов на 1 га, шт.

Продолжительность одного полива каждого куста можно найти по формуле:

                         t = m_нетто/ηq₀n,  ч                                                (12)

где       q₀ – расход воды из одного водовыпуска, л/ч;

n=abs/ω – число водовыпусков под кустом, шт.;

η – коэффициент использования воды на поле (η = 0,98).

Модульные участки поливаются по секторам, площадью 1,0 га.

Расход воды на сектор одновременного полива площадью 1,0 га).

Определяют по формуле:

                                                                                          (13)

где       q₀ – расход воды водовыпуском,  л/ час;

N — количество водовыпусков на 1 га;

С — площадь сектора одновременного полива (С=1,0га).

Ордината гидромодуля будет равна:

                                                                                              (14)

где       Q – расход воды на сектор одновременного полива, л/сек;

А- общая площадь модульного участка.

Результаты расчета водного баланса при внутрипочвенном орошении представлены в таблице 3.

 

Таблица 3. Результаты расчета водного баланса при внутрипочвенном орошении

 

Месяц	декада	параметры
		Σd, мб	Σ P, мм	Кб, мм/мб	Ki, мм/мб	σ, мм/мб	Екап	ДБкап м3/га	Σ ДБкап, м3/га
май	I	36,9	4,5	0,08	0,1	1	0,0	-3,6	46,4
	II	29,3	6,1	0,09	0,1	1	1,1	-2,6	43,8
	III	35,6	4,5	0,1	0,1	1	2,7	-0,8	43,0
июнь	I	31,8	0	0,18	0,1	1	11,9	10,3	53,3
	II	47,6	7	0,22	0,1	1	25,0	20,0	73,2
Месяц	декада	параметры
		Σd, мб	Σ P, мм	Кб, мм/мб	Ki, мм/мб	σ, мм/мб	Екап	ДБкап м3/га	Σ ДБкап, м3/га
	III	81,5	0	0,26	0,09	1	57,5	50,8	124,0
июль	I	56,5	23,4	0,35	0,1	1	57,3	46,7	170,7
	II	63,7	4,3	0,4	0,1	1	76,5	72,5	243,2
	III	76,8	6,3	0,45	0,09	1	109,0	118,6	361,8
август	I	90,4	0	0,45	0,09	1	128,3	126,9	488,6
	II	98,8	0	0,5	0,09	1	158,7	157,2	645,8
	III	100,8	0	0,55	0,09	1	180,8	179,3	825,1
сентябрь	I	111,9	1,3	0,6	0,09	1	221,8	220,1	1045,2
	II	111,8	0	0,64	0,09	1	238,3	240,2	1285,4
	III	83,4	1,4	0,62	0,09	1	171,5	172,4	1457,8
октябрь	I	51,4	0	0,5	0,1	1	81,0	82,6	1540,3
	II	45,7	2	0,44	0,1	1	61,7	62,4	1602,8
	III	50,0	5,1	0,38	0,1	1	56,3	54,6	1657,34

 

Из таблицы видно, что по удельным показателям затрачиваемых объёмов поливной воды за сезон, а, следовательно, и по требуемым расходно-напорным характеристикам сети, ВПО является конкурентоспособным по отношению к другим способам, в том числе к капельному орошению. Поэтому внутрипочвенное орошение после полевых испытаний на ряде пилот-объектов можно рекомендовать к широкому внедрению на территории Крыма.

 

ВЫВОДЫ

На основании аналитических исследований, данных лабораторных экспериментов и расчетов основных параметров системы внутрипочвенного орошения, можно сделать вывод, что применение ВПО в общем, и с микропористыми шлангами в том числе, является перспективным направлением развития водного и сельского хозяйства в Крыму, эффективным и экологически безопасным способом орошения.

При этом, с учётом многофакторного анализа преимуществ, наиболее эффективно и целесообразно применять системы ВПО в Крыму для виноградников.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Захаров, Р.Ю. Оценка природно-ресурсного потенциала территории [Текст] / Р.Ю. Захаров, Т.О. Ульяникова, А.Ю. Шадрина // Сборник тезисов участников III научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов, студентов и молодых ученых «Дни науки КФУ им. В.И. Вернадского». – 2017. – С.128-129. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://science.cfuv.ru/wp-content/uploads/2017/11/ACA.pdf
2. Сельское хозяйство Крыма. [Электронный ресурс]. – Режим доступа  URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%85%D0%BE%D0%B7%D1%8F%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%9A%D1%80%D1%8B%D0%BC%D0%B0#%D0%A0%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE (дата обращения 4.11.2021 г.)
3. Кизяев, Б. М. Водное хозяйство: проблемы и пути решения [Текст] / Б.М. Кизяев, С.Д. Исаева // Мелиорация и водное хозяйство. – 2015. – № 6. – С. 23-27.
4. Штепа, Б.Г. Механизация полива. Справочник. [Текст] / Б.Г. Штепа, Носенко В.Ф., Винникова Н.В., Данильченко Н.В., Остапов И.С., Фомин Г.Е., Афанасьев В.А. / под. ред. Штепа Б.Г. –М : Агропромиздат. – 1990. — 336 с.
5. ГОСТ 26967–86 «Гидромелиорация. Термины и определения». Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 июля 1986 г. № 2303. [Электронный ресурс]. – Режим доступа https://base.garant.ru/3924354/
6. Техника для орошения. Дождевальные системы, машины и установки. Машины и системы для внутрипочвенного орошения. [Электронный ресурс]. – Режим доступа https://itexn.com/2682_tehnika-dlja-oroshenija-dozhdevalnye-sistemy-mashiny-i-ustanovki.html#7.
7. Copyright © Green Step Turf grass & irrigation systems. ROOTGUARD® Подземный капельный полив. URL: [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://green-step.ru/rootguard—podzemnyy-kapelnyy-pol (Дата обращения: 19.02.2020).
8. INNARI Innovation Nature Irrigation- Оросительная система в земле. [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL: http://permatube.de Дата обращения: 02.06.2020).
9. EARTHPAPERS — Диссертация по теме «Научно-экспериментальное обоснование внутрипочвенного орошения яблоневого сада» Автор- Ветренко Е.А., кандидат технических наук. [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL: http://earthpapers.net/nauchno-eksperimentalnoe-obosnovanie-vnutripochvennogo-orosheniya-yablonevogo-sada (Дата обращения: 20.11.2019).
10. Международный научно-исследовательский журнал- Эффективность применения внутрипочвенного орошения при выращивании плодовых культур в степной зоне. [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL: https://research-journal.org/agriculture/effektivnost-primeneniya-vnutripochvennogo-orosheniya-pri-vyrashhivanii-plodovyx-kultur-v-stepnoj-zone/ (Дата обращения: 19.02.2020).
11. Саморегулируемая организация «Казахстанская ассоциация по управлению отходами «KazWaste». ТОО «КазКаучук» Казахстанская ассоциация по управлению отходами. [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL: http://kaz-waste.kz (Дата обращения: 02.06.2020).
12. The Steppe — прогрессивный сайт о жизни, работе и увлечениях. КазКаучук: Что делает вторая в мире компания по переработке автопокрышек? [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL: https://the-steppe.com/business/kazkauchuk-chto-delaet-vtoraya-v-mire-kompaniya-po-pererabotke-avtopokryshek (Дата обращения: 02.06.2020).
13. Первый Крымский. Олег Донец: Академия биоресурсов и природопользования КФУ – локомотив аграрной науки в Крыму. [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL: https://firstcrimean.ru/news/krym/109865-oleg-donec-akademiya-bioresursov-i-prirodopolzovaniya-kfu-lokomotiv-agrarnoy-nauki-v-krymu.html (Дата обращения: 04.11.2019).
14. В Крыму запущено производство микропористого водопроводящего шланга системы орошения. — [Электронный ресурс]. – Режим доступа. URL: https://sdelanounas.ru/blogs/121369/ (Дата обращения: 02.06.2020).
15. Захаров, Р.Ю. Орошение как способ утилизации очищенных сточных вод в Республике Крым [Текст] / Р.Ю. Захаров, Н.Е. Волкова// Экономика строительства и природопользования. –2016. — №1. – С. 54-61.
16. Волкова, Н.Е. Об использовании сточных вод для целей орошения [Текст] / Н.Е. Волкова, Р.Ю. Захаров // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. – 2018. — №4 (72).
17. Закон Республики Крым «О стратегии социально-экономического развития Республики Крым до 2030 года от 09 января 2017 года». [Электронный ресурс]. – Режим доступа. URL: https://rk.gov.ru/rus/file/pub/pub_322716.pdf (Дата обращения: 21.11.2019).
18. МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, концепция развития виноградарства и виноделия в Российской Федерации на период 2016-2020 годов и плановый период до 2025 года (Дата обращения: 02.06.2020). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://kbvw.ru/images/docs/koncepciya17062016.pdf.
19. Всё о винограде. ОРОШЕНИЕ ВИНОГРАДНИКОВ. — [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: https://vinograd.info/info/vinogradarstvo/oroshenie-vinogradnikov.html (Дата обращения: 02.06.2020).