Расчет оросительной нормы

Оросительная норма (Мор) или дефицит водного баланса — это количество воды в м3 на 1 га, которое необходимо дать растениям при поливах за весь вегетационный период, т. е. разница между суммарным водопотреблением и естественными запасами влаги в почве.

Водопотребление сельскохозяйственных культур меняется в течение.

вегетационного периода. Расход почвенной влаги через транспирацию и испарение с поверхности почвы за вегетационный период составляет суммарное водопотребление (Е).

Оросительную норму можно определить из уравнения водного баланса:

Мор=Е-Рос-Wг-(Wп-Wу)+П, Где Е — суммарное водопотребление, м3/га;

Рос — сумма полезных осадков за вегетацию, м3/га;

Wг — количество воды, используемое растениями за счет грунтовых вод, м3/га;

Wп и Wу — запасы почвенной влаги в корнеобитаемом слое, соответственно во время посева и уборки урожая, м3/га;

П — потери воды при поливах и на промывной режим, м3/га. м3/га;

Суммарное водопотребление (м3/га) за период вегетации можно определить по следующей формуле:

Е = kу Где kкоэффициент водопотребления, м3/га;

у — планируемый урожай, ц/га.

Суммарное водопотребление за вегетацию можно также определить по биоклиматическому методу, разработанному А.М. и С. М. Алпатьевыми.

Этот метод основан на эмпирических зависимостях суммарного водопотребления от дефицита влажности воздуха и коэффициента биологической кривой растения. Биологические кривые представляют собой зависимость суммарного водопотребления (Е) от суммы дефицитов влажности воздуха за расчетный период (?d).

Для орошаемых районов рекомендуют постоянные декадные значения k, пользуясь которыми можно определить Е при условии оптимального увлажнения расчетного слоя почвы:

Е=К?d.

Где Е — суммарное водопотребление, мм;

К — коэффициент биологической кривой, мм/Мб;

?d — сумма дефицитов влажности воздуха, Мб.

Биоклиматический коэффициент представляет собой слой воды в мм, расходуемой на испарение почвой и транспирацию растениями при дефиците влажности воздуха в 1 миллибар. Его величина зависит от биологических особенностей культуры, фаз ее развития и климатических условий отдельных природных зон.

Расчет оросительной нормы производится следующим образом:

1) Составляем ведомость расчета дефицита водного баланса кукурузы, яровой пшеницы и сахарной свеклы.

d — среднесуточный дефицит влажности воздуха, Мб;

p — сумма осадков, мм;

t — среднемноголетняя декадная температура, 0С.

2) Устанавливается сумма среднесуточных дефицитов влажности по декадам, мб:

Таблица 1 — Дефицит влажности воздуха, Мб.

• ?d=nd:
  • 7.5 *10=75мб
  • 7.5 *10=75мб
  • 8.9 *10=89мб
  • 11,4*11=125,4мб
  • 9,4*10=94мб
  • 11,4*10=114мб
  • 10.8 *10=108мб
  • 10,2*10=102мб
  • 9,3*10=93мб
  • 9,5*11=104,5мб
  • 9,7*10=97мб
  • 9,0*10=90мб
  • 8.0 *11=88мб
  • 7,4*10=74мб
  • 5,6*10=56мб
  • 4,3*10=43мб
  • 3. Подекадно определяем количество используемых осадков при 75%-ной обеспеченности по формуле:

(2.3).

где Мкоэффициент использования осадков. Принимается равным для.

степной зоны 0,6, для лесостепной — 0,7;

К — модульный коэффициент для определения осадков заданной обеспеченности. Рассчитывается по формуле:

(2.4).

где Ф — нормированные отклонения от среднего значения ординат биномиальной кривой обеспеченности.

Таблица 2 — Среднемноголетние декадные осадки, мм.

Kр=Ф· Сн+1.

Р0=кp· Р·м.

Kр= -0,72· 0,3+1=0,784.

Р0=0,6· 0,784·Р =0,4704 Р.

• 10*0,4704 =4.7мм
• 12*0,4704 =4.88мм
• 14*0,4704 =6.58мм
• 14*0,4704 =6.58мм
• 14*0,4704 =6.58мм
• 14*0,4704 =6.58мм
• 16*0,4704 =7.52мм
• 19*0,4704 =8.93мм
• 20*0,4704 =9.4мм
• 19*0,4704 =8.93мм
• 17*0,4704 =7.99мм
• 14*0,4704 =6.58мм
• 14*0,4704 =6.58мм
• 12*0,4704 =4.88мм
• 13*0,4704 =6.11мм
• 19*0,4704 =8.93мм
• 17*0,4704 =7.99мм
• 4. Определяем сумму среднесуточных температур воздуха по декадам.

Среднемноголетняя декадная температура воздуха, С?.

• 4. Определяем сумму среднесуточных температур воздуха по декадам.
• ?t°=nt°
• 7,4*10=74°С
• 11,0*10=110°С
• 13,1*10=131°С
• 15,1*11=166,1°С

17*10=170°С.

• 18,3*10=183°С
• 16,5*10=165°С
• 19,6*10=196°С
• 19,8*10=198°С
• 19,7*11=216,7°С
• 19,2*10=192°С
• 18,1*10=181°С
• 16,4*11=180,4°С
• 14,3*10=143°С
• 11,3*10=113°С
• 12,2*10=122°С
• 5. Подекадно устанавливаем сумму среднесуточных температур воздуха с поправкой на приведение к 12 — часовой продолжительности дня. Дли этого необходимо суммы среднесуточных температур за определенный период времени (декаду) умножить на соответствующий этому периоду поправочный коэффициент.

Значения поправочного коэффициента приведены в таблице 8.

Значение коэффициента для приведения дня к 12-ти часовой продолжительности (для широты 52−560).

• 74*1.21=89.54°С
• 110*1.28=140.8°С
• 131*1,35=176.85°С
• 166.1 *1.37=227.56°С
• 170*1.43=243.1°С
• 183*1.44=263.52°С
• 165*1.44=237.6°С
• 196*1.43=280.28°С
• 198*1.38=273.24°С
• 216.7 *1.36=294.71°С
• 192*1.29=247.68°С
• 181*1.26=228.06°С
• 180.4 *1.16=209.26°С
• 143*1.11=158.73°С
• 113*1.04=117.52°С
• 122*1.00=122°С
• 6. По каждому отделению, по которой ведется расчет, определяем сумму температур воздуха с поправкой на длину дня от начала до конца периода водопотребления нарастающим итогом.

Сахарная свекла:1.05−30.08.

Кукуруза:10.05−1.08.

Озимая пшеница:21.04−20.07.

Для озимой пшеницы: ??tl=89.54°С.

• ??tl=89.54+140.8=230.34°С
• ??tl=230.34+176.85=407.19°С
• ??tl=407.19+227.56=634.75°С
• ??tl=634.75+243.1=877.85°С
• ??tl=877.85+263.52=1141.37°С
• ??tl=1141.37+237.6=1378.97°С
• ??tl=1378.97+280.28=1659.25°С
• ??tl=1659.25+273.24=1932.49°С

Для сахарной свеклы?? tl=140.8°С.

• ??tl=140.8+176.85=317.65°С
• ??tl=317.65+227.65=545.21°С
• ??tl=545.21+243.1=788.31°С
• ??tl=788.31+263.52=1051.83°С
• ??tl=1051.83+237.6=1289.43°С
• ??tl=1289.43+280.28=1569.71°С
• ??tl=1569.71+273.24=1842.95°С
• ??tl=1842.95+294.71=2137.66°С
• ??tl=2137.66+247.68=2385.34°С
• ??tl=2385.34+228.06=2613.4°С
• ??tl=2613.4+209.26=2822.66°С

Для кукурузы?? tl=176.85°С.

• ??tl=176.85+227.56=404.41°С
• ??tl=404.41+243.1=647.5°С
• ??tl=647.5+263.52=911.03°С
• ??tl=911.03+237.6=1148.63°С
• ??tl=1148.63+280.28=1428.91°С
• ??tl=1428.91+273.24=1702.15°С
• ??tl=1702.15+294.71=1996.86°С

Биоклиматический коэффициент (k, мм/мб) в зависимости от суммы температур нарастающим итогом определяется по таблице 5. К0 — коэффициент испарения с незатененной растениями поверхности при осадках более 5 мм равен 0,19 мм/мб.

Суммарное испарение за декаду — определяют для периода от посева до всходов Е = k? d (мм) и от всходов до конца водопотребления: Е=k?d.

Сахарная свекла:

Май 75*0.29=21.75мм.

• 89*0.32=28.48мм
• 125.4 *0.35=43.89мм

Июнь 94*0.37=34.78мм.

114*0.40=45.6мм.

108*0.42=45.36мм Июль 102*0.46=46.92мм.

• 93*0.49=45.57мм
• 104.5 *0.49=51.2мм

Август 97*0.47=45.59мм.

• 90*0.43=38.7мм
• 88*0.41=36.08мм

Озимая пшеница:

Апрель75*0.53=39.75мм Май 75*0.53=39.75мм.

• 89*0.54=45.39мм
• 125.4 *0.49=61.44мм

Июнь 94*0.45=42.3мм.

• 114*0.41=46.74мм
• 108*0.34=36.72мм

Июль102*0.23=23.46мм.

93*0.19=17.67мм Кукуруза:

Май 89*0.23=20.47мм.

125.4 *0.29=36.36мм Июнь94*0.31=29.14мм.

• 114*0.38=43.32мм
• 108*0.41=44.28мм

Июль 102*0.45=45.9мм.

• 93*0.49=45.57мм
• 104.5 *0.46=48.07мм

Устанавливается коэффициент влагообмена, учитывающий капиллярный подток и непосредственное использование воды корнями растений из слоев, ниже 100 см. Для первой четверти вегетации принимается равным 1, второй — 0,95, третьей — 0,9, четвертой — 0,85. Для люцерны второго и третьего года жизни — 0,85.В соответствии с коэффициентом г рассчитывается, мм:

Ег=Eг Сахарная свекла:

• 21.75 *1=21.75мм
• 28.48 *1=28.48мм
• 43.89 *1=43.89мм
• 34.78 *0.95=33.04мм
• 45.6 *0.95=43.32мм
• 45.36 **0.95=43.09мм
• 46.92 *0.9=42.22мм
• 45.57 *0.9=41.01мм
• 51.2 *0.9=46.08мм
• 45.59 *0.85=38.75мм
• 38.7 *0.85=32.89мм
• 36.08 *0.85мм

Кукуруза:

• 20.47 *1=20.47мм
• 36.36 *1=36.36мм
• 29.14 *0.95=27.68мм
• 43.32 *0.95=41.15мм
• 44.28 *0.9=39.85мм
• 45.9 *0.9=41.31мм
• 45.57 *0.85=38.73мм
• 48.07 *0.85=40.85мм

Озимая пшеница:

• 39.75 *1=39.75мм
• 39.75 *1=39.75мм
• 45.39 *1=45.39мм
• 61.44 *0.95=58.36мм
• 42.3 *0.95=40.18мм
• 46.74 *0.9=42.06мм
• 36.72 *0.9=33.04мм
• 23.46 *0.85=19.94мм
• 17.67 *0.85=15.01мм
• 10. Определяется расход влаги по декадам с поправкой на микроклиматический коэффициент Км, мм.

ЕМ=ЕгK.

Сахарная свекла:

• 21.75 *0.97=21.09мм
• 28.48 *0.97=27.62мм
• 43.89 *0.97=42.57мм
• 33.04 *0.95=31.38мм
• 43.32 *0.95=41.5мм
• 43.09 *0.95=40.93мм
• 42.22 *0.95=40.1мм
• 41.1 *0.95=38.95мм
• 46.08 *0.95=43.77мм
• 38.75 *0.9=34.87мм
• 32.89 *0.9=29.6мм
• 30.66 *0.9=27.59мм

Кукуруза:

• 20.47 *0.97=19.85мм
• 36.36 *0.97=35.26мм
• 27.68 *0.95=26.84мм
• 41.15 *0.95=39.09мм
• 39.85 *0.95=37.85мм
• 41.31 *0.95=39.24мм
• 38.73 *0.95=36.79мм
• 40.85 *0.95=38.80мм

Озимая пшеница:

• 39.75 *1=39.75мм
• 39.75 *0.97=38.55мм
• 45.39 *0.97=44.02мм
• 58.36 *0.97=56.6мм
• 40.18 *0.95=38.17мм
• 42.06 *0.95=39.95мм
• 33.04 *0.95=31.38мм
• 19.94 *0.95=18.94мм
• 15.01 *0.95=14.25мм
• 11. Определяем дефицит водного баланса по декадам.

Для первой декады (периода) ДВБ рассчитывается по формуле.

(2.8).

где Wnпродуктивный запас влаги в расчетном слое почвы, равный.

(2.9).

h — расчетный слой почвы, мм;

• — плотность этого слоя почвы, т/м3;
• — влажность расчетного слоя почвы в начале расчетного периода, % от массы сухой почвы;
• — влажность расчетного слоя почвы при наименьшей влагоемкости, % от массы сухой почвы;
• — минимальная влажность почвы расчетного слоя для данной культуры, % от массы сукой почвы.

Для последующие декад ДВБ равен.

(2.10).

где — переходящий (неиспользованный) продуктивный запас влаги из предыдущего периода (декады).

В начале расчета суммы и могут быть больше значения ЕM, в результате чего Е имеет отрицательный знак. Это означает наличие в расчетном слое почвы переходящих запасов влаги или же меньше выпадающих осадков и используемых грунтовых вод.

С периода превышения величины Е над суммой начинается дефицит в водном балансе.

Кукуруза:

Wn=10*0.8*1.25(22.24−18.07)=41.7 м3/га ДЕ=19.85-(6.58+41.7)=-28.43мм ДЕ=35.26-(6.58−28.43)=57.11мм Так как мы получили положительные значения дефицита водного баланса, в последующих декадах расчёт следует производить по формуле: ДЕ=Еm-Р0.

ДЕ=26.84−6.58=20.26мм ДЕ=39.09−6.58=32.51мм ДЕ=37.85−7.52=30.33мм.

ДЕ=39.24−8.93=30.31мм ДЕ=36.79−9.4=27.39мм ДЕ=38.80−8.93=29.87мм Озимая пшеница: Wn=10*0.7*1.22(25.6−18.5)=60.63 м3/га ДЕ=39.75-(4.7=60.63)=-25.58мм ДЕ=38.55-(4.88−25.58)=59.25мм ДЕ=44.02−6.58=37.44мм.

ДЕ=56.6−6.58=50.02мм ДЕ=38.17−6.58=31.59мм.

ДЕ=39.95−6.58=33.37мм ДЕ=31.38−7.52=23.86мм ДЕ=18.94−8.93=10.01мм.

ДЕ=14.25−9.4=4.85мм Сахарная свекла: Wn =10*0.6*1.20(23.3−20.4)=20.88м3/га ДЕ=21.09-(4.88+20.88)=-4.67мм ДЕ=27.62-(6.58−4.67)=25.71мм.

ДЕ=42.57−6.58=35.99мм ДЕ=31.38−6.58=24.8мм.

ДЕ=41.5−6.58=34.92мм ДЕ=40.93−7.52=33.41мм ДЕ=40.1−8.93=31.17мм.

ДЕ=38.95−9.4=29.55мм ДЕ=43.77−8.93=34.84мм ДЕ=34.87−7.99=26.88мм ДЕ=29.6−6.58=23.02мм ДЕ=27.59−6.58=21.01мм.

12. С декады, когда приобретает положительное значение, до конца периода водопотребления рассчитывается дефицит водного баланса нарастающим итогом. Полученная величина является оросительной нормой. Она округляется до сотен м3 на I га преимущественно в большую сторону.

Кукуруза:57.11мм.

• ?ДЕ=57.11+20,26=77.37мм
• ?ДЕ=77.37+32.5=109.88мм
• ?ДЕ=109.88+30.33=140.21мм
• ?ДЕ=140.21+30.31=170.52мм
• ?ДЕ=170.52+27.39=197.91мм
• ?ДЕ=197.91+29.87=227.78мм

Озимая пшеница:59.25мм.

• ?ДЕ=59.25+37.44=96.69мм
• ?ДЕ=96.69+50.02=146.71мм
• ?ДЕ=146.71+31.59=178.3мм
• ?ДЕ=178.3+33.37=211.67мм
• ?ДЕ=211.67+23.86=235.53мм
• ?ДЕ=235.53+10.01=245.54мм
• ?ДЕ=245.54+4.85=250.39мм

Сахарная свекла:25.71мм.

• ?ДЕ=25.71+35.99=61.7мм
• ?ДЕ=61.7+24.8=86.5мм
• ?ДЕ=86.5+34.92=121.42мм
• ?ДЕ=121.42+33.41=154.83мм
• ?ДЕ=154.83+31.17=186мм
• ?ДЕ=186+29.55=215.55мм
• ?ДЕ=215.55+34.84=250.39мм
• ?ДЕ=250.39+26.88=277.27мм
• ?ДЕ=277.27+23.02=300.29мм
• ?ДЕ=300.29+21.01=321.3мм

Расчеты ведутся в табличной форме.