Проект комплексной мелиорации и использования участка

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пермская государственная сельскохозяйственная академия имени академика Д. Н. Прянишникова Землеустроительный факультет Кафедра геодезии и мелиорации Курсовой проект по мелиорации на тему: «Проект комплексной мелиорации и использования участка«

Выполнил:

студентка А-51 гр.

Проверил: Чабин В.М.

Пермь 2011

1. Теоретическое обоснование потребности в мелиорациях

2. Разработка проекта на конкретном участке

2.1 Изучение участка по плану, построение его продольного профиля по центру, разделение на элементы рельефа и вычисление уклонов

2.2 Оценка обеспеченности каждого элемента рельефа факторами жизни растений, определение видов потребных мелиораций и очередность их выполнения

2.3 Проектирование противоэрозионных мероприятий

3. Разработка севооборотов для водораздела, склона и поймы

4. Проектирование на плане осушительно-оросительной системы, разделение участка на поля и вычисление их площадей

5. Проектирование культуртехнических мероприятий

6. Программирование урожаев по водному и питательному режимам

7. Расчет режима работы и потребного количества дождевальных машин и насосных станций для выполнения полива на участке

8. Расчет экономической эффективности Заключение Список литературы

1. Теоретическое обоснование потребности в мелиорациях

Незаменимые факторы жизни растений — свет, тепло, воздух, вода, питательные вещества, реакция среды. Мелиорация призвана регулировать эти факторы.

Однако, среди всех этих факторов жизни растений вода занимает особое место, так как и воздушный (аэрация), и тепловой, и пищевой режимы почвы находятся в большой зависимости от водного режима. Так, в избыточно увлажненных почвах недостаточно воздуха, и, следовательно, кислорода, необходимого для дыхания корней растений и нормальной жизнедеятельности определенных групп микроорганизмов.

Наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы создается тогда, когда она насыщена влагой примерно до 70−80% полной влагоемкости. Водно-воздушный режим почвы зависит от пористости почвы. Пористость от объема почвы должна быть:

Общая — 50−65%

Капиллярная — 35−40%

Некапиллярная — 15−25%.

Мелиорация земель — это изменение природных условий путем регулирования водного и воздушного режимов почвы в благоприятном для сельскохозяйственных культур направлении. Она повышает плодородие почвы, улучшает ее водный и тепловой режим, регулирует микроклимат в приземном слое воздуха, создает благоприятные условия для роста, развития растений и получения устойчивых и высоких урожаев, а также для производительного использования машин.

В отличие от обычных агротехнических приемов (вспашка, боронование и т. п.), которые проводятся ежегодно, мелиорация имеет длительное, коренное воздействие на землю и представляет собой целую систему организационно-хозяйственных, технических и других мероприятий.

По воздействию на почву и растение различают агротехнические, лесотехнические, химические и гидротехнические мелиорации.

Законы земледелия

2. Закон минимума: повышение урожайности всегда ограничивается фактором, оказавшимся в минимуме.

3. Закон оптимума: при постоянно повышающихся дозах факторов урожайность повышается до тех пор, пока не пройдено состояние оптимума.

4. Закон незаменимости факторов: ни один из факторов не может быть полностью заменен другим.

5. Закон взаимодействия факторов: чем больше факторов находится в оптимуме, тем меньше отрицательное влияние фактора, находящегося в минимуме. Совместное применение факторов (вода и питательные вещества) обеспечивает прибавку урожая, превышающую сумму прибавок от их раздельного действия.

6. Закон возврата: чтобы плодородие почв не снижалось факторы, выносимые с урожаем, должны постоянно восполняться

2. Разработка проекта на конкретном участке

2.1 Изучение участка по плану, построение его продольного профиля по центру, разделение на элементы рельефа и вычисление уклонов

По расстояниям между горизонталями и визуальным изменениям уклона разделить участок на элементы рельефа: водораздел, склон и пойму. Вычислить уклоны каждого элемента рельефа участка по формуле:

i = (H_a-H_b)/L_ав,

где i — уклон участка;

Н_А, Нв — отметки верхней и нижней горизонталей;

Lab — расстояние между верхней и нижней отметками, м.

Вычисление уклонов:

i _{водораздела} = 0,0023

i _cклона = 0,0058

i _поймы = 0,0017

Условные обозначения к плану комплексной мелиорации участка:

Лиманы с водовыпусками

Водозадерживающие валы

Магистральный канал

Осушители-оросители

Схема кротового дренажа

Насосная станция

Напорный трубопровод

Гидранты — водовыпуски

9. Схема полива ДДН-100

10. Схема полива ДДА-100MA

11. Подпорные щитки

12. Схема использования многолетних трав на выпас.

2.2 Оценка обеспеченности каждого элемента рельефа факторами жизни растений, определение видов потребных мелиораций и очередность их выполнения

С помощью мелиорации регулируются такие факторы жизни растений как: воздух, вода, питательные вещества, реакция среды. В зависимости от избытка или недостатка факторов подбираются соответствующие виды мелиорации для их регулирования, а в зависимости от реальных возможностей их выполнения, чтобы не нарушать технологический процесс сельскохозяйственного производства устанавливается очередность выполнения мелиораций.

Очередность выполнения мелиораций, независимо от их важности, будет следующей:

1) осушение;

2) культуртехнические мелиорации (КТМ);

3) известкование;

4) внесение органических и минеральных удобрений;

5) глубокое рыхление почвы;

6) орошение.

Продуктивную влагу определять расчетным путем по формуле:

W_прод=100_*H_*А_*(В_нв-В_вуз),

где: W_прод.- запас продуктивной влаги, м³/га;

Н — глубина определяемого слоя, м;

А — объемная масса этого слоя, г/см³;

В_нв и В_вуз — влажность, соответствующая наименьшей влагоемкости и влажности устойчивого завядания, % от АСП

Для помещения в таблицу 1 расчетные значения продуктивной влаги привести в соответствие с единицами измерения, т. е. перевести из м /га в мм.

1 мм/га = 10 000 м² * 0,001 м — 10 м³/га

Расчет запасов продуктивной влаги

а) в пахотном слое (0,2 м)

для тяжелых суглинок

W_прод = 100*0,2*1,2*(30−16) = 336 м³/га: 10 м³/га*мм=33,6 мм

для глины

W_прод = 100*0,2*1,18*(35−20)= 354 м³/га: 10 м³/га*мм = 35,4 мм

для торфа

W_прод = 100* 0,2* 0,3* (83−50)= 198 м³/га: 10 м³/га*мм = 19,8 мм

б) в метровом слое (1,0 м)

для тяжелых суглинок

W_прод = 100*1*1,5*(21−11) = 1500 м³/га: 10 м³/га*мм =150 мм

для глины

W_прод = 100*1,0*1,48*(25−14)= 1628 м³/га: 10 м³/га*мм = 162,8 мм

для торфа

W_прод = 100* 1* 0,5* (66−40) = 1300 м³/га: 10 м³/га*мм = 130 мм

Таблица 1. — Обеспеченность участка факторами жизни растений, потребность в мелиорациях и очередность их

выполнения

2.3 Проектирование противоэрозионных мероприятий

Проектирование противоэрозионных мероприятий должно включать регулирование водно-воздушного режима почвы, предотвращение поверхностного стока и максимальное использование осенне-зимних осадков для формирования урожая сельскохозяйственных культур при минимальных затратах.

Расчеты фактического состояния этих показателей при естественном сложении почвы приведены в таблице 2.

Вывод: на водоразделе и на склоне содержание воздуха в почве ниже оптимальных значений, стока воды нет, чтобы увеличить содержание воздуха в почве нужно провести глубокое рыхление.

Глубокое рыхление должно выполняться в севообороте в сочетании с другими противоэрозионными мероприятиями с таким расчетом, чтобы глубокое рыхление или щелевание тяжелых почв проводилось не реже одного раза в 4−5 лет.

Регулирование водно-воздушного режима и доведение его до оптимальных значений необходимо на всех почвах, нуждающихся в нем, независимо от уклона участка.

Проектирование лиманов предусматривается в том случае, когда глубокое рыхление не обеспечивает предотвращение поверхностного стока осенне-зимних осадков, выпадающих непосредственно на участок или поступающих с прилегающих территорий, когда уклон участка менее 0,005.

Лиманы должны способствовать: дополнительному увлажнению участка; продлению срока поступления воды в почву и сбросу избыточных вод после пика снеготаяния; предотвращению эрозии почвы.

Таблица 2. — Расчет влагои воздухоемкости почвы, возможности предотвращения поверхностного стока и

эффективности использования осенне-зимних осадков при естественном сложении почвы и после глубокого

рыхления

Расстояние между валами лиманов вычисляют по формуле:

в=(Н₂-Н₁)/i;

где Н₂ — наибольший слой воды в лимане,(0,8)

Н₁ — наименьший слой воды в лимане, (0,2)

i — уклон участка.

Водораздел: в=(0,8−0,2)/0,0023=261 м

Склон: в=(0,8−0,2)/0,0058=103 м

Площадь лимана вычисляется по формуле:

S_лим=L*в/10 000, га

где S_лим — площадь лимана, га

в — расстояние между валами, м

L — длина лимана, м

10 000 — число квадратных метров на 1 га.

Водораздел: S_лим=760*260/10 000=19,8 га

Склон: S_лим=760*103/10 000=7,8 га

Объем воды, вмещаемой в лимане, определяется по формуле:

W_лим=L*в*((Н₂+Н₁)/2), м³

Водораздел: W_лим=760*260*((0,8+0,2)/2)=98 800 м³

Склон: W_лим=760*103*((0,8+0,2)/0,2)=39 140 м³

Объем воды на одном гектаре площади лимана определяется по формуле:

W_{1 га}=W_лим/S_лим, м³/га

Водораздел: W_1га=98 800/19,8=4989,9 м³/га

Склон: W_1га=39 140/7,8=5017,9 м³/га

Количество лиманов:

Водораздел: n=860/260=4, Склон: n=450/103=5

Объем воды, поступающей в лиман при атмосферном типе водного питания:

W_{ос-зим ос}=W_год-W_лет, мм

W_{ос-зим ос}= 500−240=260 мм

Оросительная норма (норма увлажнения) лимана определяется по формуле:

М=W_нв-W_вуз, мм

Для расчета формулы, указанной выше сначала нужно посчитать:

W_нв =0,8* ПВ

W_вуз=0,5*НВ для средних; 0,6 для тяжелых и 0,4 для легких почв

Водораздел:

W_нв=0,8*450= 360 мм

W_вуз=0,6*423= 254 мм, М= 360−254= 106 мм

Склон:

W_нв=0,8*420= 336 мм

W_вуз=0,6*411= 246 мм, М= 336−246= 90 мм

Продолжительность увлажнения почвы лимана до НВ:

t_увл= М/(V*1440),

где t_увл — продолжительность увлажнения лимана, суток

М — оросительная норма, мм

V — водопроницаемость почвы, мм/мин

1440 — минут в сутках.

ДО РЫХЛЕНИЯ

Водораздел: t_увл=106/(0,007*1440)=10 суток

Склон: t_увл=90/(0,0035*1440)=18 суток

ПОСЛЕ РЫХЛЕНИЯ

Водораздел: t_увл=106/(0,035*1440)=2 суток

Склон: t_увл=90/(0,07*1440)=2 суток

Расчет максимального избыточного количества воды в лимане, подлежащего сбросу после насыщения почвы до уровня НВ:

W_{изб.макс.}=W_1га-М, мм

Водораздел: W_{изб.макс.}= 4989,9−106= 4883,9 мм

Склон: W_{изб.макс.}= 5017,9−90=4927,9 мм

Расчет возможного избыточного количества воды в лимане при атмосферном типе водного питания за осенне-зимний период:

W_{возм. избыт.}= W_{ос-зим ос} -М, мм

Водораздел: W_{возм. избыт}=260−106=154 мм

Склон: W_{возм. избыт} =260−90=170 мм

К достоинствам лиманного орошения относятся: значительное повышение урожайности всех сельскохозяйственных культур и естественных кормовых угодий — сенокосов и пастбищ; малая стоимость капитальных вложений; простота строительства и эксплуатации по сравнению с регулярным орошением; возможность орошения высокорасположенных участков без машинного подъема воды. Кроме того, лиманы, задерживая сток, уменьшают эрозию почвы и усиливают внутренний влагооборот.

3. Разработка севооборотов для водораздела, склона и поймы

Проектирование севооборотов для водораздела и склона должно быть согласовано с противоэрозионными мероприятиями на этих элементах рельефа.

Прежде всего, участки разделяют на поля, количество, размеры и форма которых должны соответствовать запроектированным ранее лиманам. Затем подбирают культуры и схемы севооборотов.

На водоразделе можно размещать полевые севообороты с пропашными культурами, особо не нуждающимися в орошении (картофель, кукуруза, морковь, столовая свекла), и всеми полевыми культурами.

Севооборот для водораздела:

1. овес с подсевом многолетних трав

2. многолетние травы Iг.п. на сенаж

3. многолетние травы II г. п. на сено

4. многолетние травы III г. п. на травяную муку

5. картофель

6. морковь

7. горох

8. свекла столовая На склоне непременно нужно проектировать почвозащитный севооборот, полностью исключающий пропашные культуры и чистый пар, и с минимальным количеством полей, занятых зерновыми культурами.

Для предотвращения поверхностного стока воды и эрозии почв на склонах рекомендуется вводить почвозащитные севообороты, состоящие преимущественно из многолетних трав.

Севооборот для склона:

1. пшеница с подсевом люцерны

2. люцерна I г. п. на сенаж

3. люцерна II г. п. на сено

4. люцерна III г. п. на семена

5. люцерна IV г. п. на травяную муку

6. люцерна V г. п. на зеленый корм

7. овес с подсевом клевера

8. клевер I г. п. на сенаж

9. клевер II г. п. на семена

10. озимая рожь Для повышения водопроницаемости почвы через четыре года после глубокого рыхления рекомендуется щелевание многолетних трав.

Кроме того, по границам полей поперек склона можно предусмотреть устройство водозадерживающих валов. Таким образом, должна быть обеспечена полная защита почв от эрозии, как на водоразделе, так и на склоне.

4. Проектирование на плане осушительно-оросительной системы, разделение участка на поля и вычисление их площадей

Создание только одной осушительной системы вследствие кратковременности ее действия в течение вегетационного периода будет иметь низкую эффективность. Исходя из этого, целесообразно проектирование осушительно-оросительной системы двойного регулирования водного режима, чтобы система использовалась в течение всего вегетационного периода: весной — как осушительная, а летом — как оросительная.

Причины избыточного увлажнения земель:

климатические — преобладание осадков над испарением рельеф местности. Вода может скапливаться в замкнутых пониженных элементах рельефа слабая водопроницаемость почвы растительность. Лес, травы, мох способствуют задержанию влаги на участке.

В мелиоративной практике применяют следующие методы осушения:

1) ускорение стока воды с поверхности почвы путем устройства открытых каналов и борозд;

2) понижение уровня грунтовых вод при помощи открытых каналов или дрен;

3) ограждение осушаемого массива от подтопления или затопления паводковыми водами реки или потоками воды с прилегающих склонов местности.

В зависимости от метода осушения и планируемого сельскохозяйственного использования осушаемой площади (луга, пастбища, полевой, овощной или кормовой севообороты) выбирают наиболее эффективный способ осушения. К основным способам осушения относятся:

— открытые каналы, отводящие поверхностные и грунтовые воды;

— горизонтальный и вертикальный дренаж, отводящий почвенно-грунтовые и частично поверхностные воды;

— вертикальные водопоглощающие колодцы, понижающие уровень грунтовых вод и отводящие воду в нижележащий песчаный слой;

— ловчие каналы или головной дренаж территории, подтопляемой потоком грунтовых вод с вышерасположенной территории;

— нагорные каналы, отводящие поверхностные воды, которые стекают с прилегающих склонов;

— обвалование земель в целях защиты их от затопления водами рек в период разлива.

В состав осушительной системы входят:

— осушаемое болото или избыточно увлажненные земли;

— регулирующая (осушительная) сеть каналов или дрен, отводящих поверхностные и почвенно-грунтовые воды и обеспечивающих в корнеобитаемом слое оптимальные водный и воздушный режимы;

— проводящая сеть каналов или дрен, предназначенная для своевременного сбора воды и отвода ее в водоприемник;

— водоприемники — реки, овраги или озера, принимающие воду с осушаемой территории.

Элементы осушительной системы должны обеспечивать полный и свободный (без подпора) отвод воды с осушаемой территории и прилегающего водосбора.

Все осушители должны располагаться параллельно установленному расположению первого осушителя с заданным уклоном.

Расстояние между осушителями-оросителями должны устанавливаться зависимости от:

рекомендуемых расстояний для различных почв Нечерноземной зоны;

ширины захвата дождевальных машин, которые будут применяться для орошения участка. Это могут быть машины ДДН-100 и ДДА-100МА, которые могут забирать воду из открытых каналов и имеют ширину захвата при поливе, равную 120 м. Решающее значение в выборе расстояний между осушителями-оросителями имеет ширина захвата дождевальных машин. Следовательно, на всех почвах будет одинаковое расстояние между осушителями-оросителями, равное 120 метрам.

При проектировании оросительной системы нужно предусмотреть расположение:

насосных станций около реки против самых высоких мест участка;

напорных трубопроводов по самым высоким местам участка;

гидрантов-водовыпусков против каждого осушителя-оросителя;

4)двух дождевальных машин:

для большей половины участка ДДА-100МА;

для меньшей — ДДН-100;

5)подпорных щитков для обеспечения работы ДДА-100MA

5. Проектирование культуртехнических мероприятий

После осушения участка, его необходимо очистить от древесно-кустарниковой растительности, пней и камней. Уничтожить на нем кочки и заровнять ямы. Провести углубление пахотного слоя. Внести известь и органические удобрения. Выполнить глубокое рыхление тяжелых почв, посев предварительных культур (однолетних с посевом многолетних трав), подобрать культуры соответственно количеству полей и ввести севооборот.

Для вычесывания камней с глубины до 50 см можно применять рыхлитель-камневычесыватель РВК-2,0 в агрегате с трактором Т-130МГ; а для уборки камней с поля — камнеуборочные машины КУМ-1,2 и УКП-0,6 в агрегате с тракторами ДТ-75М и МТЗ-80.

Пни следует убирать по следующей технологии: выкорчевывание, просушивание, перетряхивание, освобождение от земли, вывозка с участка, измельчение в технологическую щепу и изготовление древесно-стружечных плит (ДСП). Подбор и измельчение древесины можно выполнять машиной МТП-82 в агрегате с тракторами класса 5 т (Т-250, К-701).

Уборку кустарника выполнять кусторезами КФ-2,8 в агрегате с Т-130МБГ и кусторезом — измельчителем в агрегате с К-701. Мелкий кустарник измельчать фрезерными машинами МТП-44А и ФКН-1,7 в агрегате с Т-130МБГ.

Уничтожение кочек можно выполнять кочкорезами КПД-2 с фрезерными рабочими органами в агрегате с трактором класса 10 т (Т-130МБГ).

Первичную вспашку следует выполнять плугами ПБН-75 и ПБН-100А на глубину 35−45 см в агрегате с тракторами Т-150 и Т-130МБГ.

Для глубокого рыхления тяжелых почв желательно применять рыхлители с активными рабочими органами ВР-80 и РВШ-0,8, которые агрегатируются с тракторами класса 10 т (Т-170 и Т-130.1.Г). Глубокое рыхление нужно выполнять при влажности почвы 70−80% НВ, когда почва хорошо крошится.

Планировка поверхности почвы проводится с целью создания удобств для работы почвообрабатывающей, поливной и уборочной техники.

Технологические требования к выполнению планировки: снять плодородный слой и сбуртовать его за пределами планируемого участка; разрыхлить слой, подлежащий планировке; выполнить планировку; разровнять по поверхности спланированного участка плодородный слой.

Для восстановления плодородия почвы, нарушенного при планировке, на каждый сантиметр неплодородного слоя нужно внести по 10 т/га органических удобрений. То же самое необходимо делать и при углублении пахотного слоя.

Для повышения уровня плодородия до верхнего предела нужно вносить по 60−100 тонн на гектар органических удобрений в течение 3−4 лет.

А для поддержания бездефицитного баланса гумуса нужно ежегодно вносить на каждый гектар суглинистых почв 10−15 т, супесчаных — 14−17 т и песчаных — 18−20 т, т. е. при разовой норме 100 т/га внесение органических удобрений нужно повторять каждые 5 лет.

Для нейтрализации кислотности почвы требуется проводить известкование.

Расчет доз извести должен быть выполнен по гидролитической кислотности и по формулам:

Д_расч=5*Г*Н*А, где Г — гидрологическая кислотность, мг-экв/100 г почвы;

Н — глубина известкуемого слоя, м (=0,5 м);

А — объемная масса этого слоя, г/см³.

Д_факт=(Д_расч*10⁶)/(К (100-Б)*(100-В)),

где К — содержание СаСО₃ в известковом материале, (=80%);

Б — содержание в известковом материале частиц диаметром более 1 мм, (=10%);

В — содержание влаги в известковом материале, (=10%).

Водораздел:

Д_расч=5*6*0,5*1,4=21 т/га Д_факт=(21*10⁶)/(80(100−10)*(100−10))=32,4 т/га Склон:

Д_расч=5*7*0,5*1,4=24,5 т/га Д_факт=(24,5*10⁶)/(80(100−10)*(100−10))=37,8 т/га Пойма:

Д_расч=5*4*0,5*0,4=4 т/га Д_факт=(4*10⁶)/(80(100−10)*(100−10))=6,2 т/га Внесение минеральных (фосфорно-калийных) удобрений можно проводить еще до известкования. Особенно это важно для фосфоритной муки, которая лучше растворяется в почве при повышенной кислотности почвы.

Критерием завершенности мелиоративных работ на участке считается посев предварительных культур и получение плановой урожайности не менее 8−10 тысяч кормовых единиц с гектара, что соответствует 40−50 т/га зеленой массы однолетних и многолетних трав, 60−70 т/га кормовой свеклы и 8−10 т/га зерна.

В качестве предварительной культуры лучше всего использовать многолетние травы, потому что они могут 5−6 лет расти на одном месте и давать по два полноценных урожая в год; доосушают участок и выравнивают его плодородие за счет корневой системы; являются лучшим предшественником для большинства культур и способствуют быстрому введению и освоению любых севооборотов.

Поэтому залужение участка и получение плановых урожаев можно считать завершающим этапом всех мелиоративных работ на участке.

После окультуривания участка и посева предварительных культур (в данном случае — многолетних трав) ввести на участке севооборот, соответствующий ранее установленному количеству полей на участке при проектировании осушительно-оросительной системы.

Севооборот должен включать не менее 50% полей с многолетними травами; остальную площадь могут занимать однолетние травы, овощные и кормовые культуры. Пропашные культуры должны располагаться в севообороте не более двух лет подряд.

Севооборот для поймы:

1. однолетние травы с подсевом многолетних трав

2. многолетние травы I г. п. на сенаж

3. многолетние травы II г. п. на сено

4. многолетние травы III г. п. на выпас

5. многолетние травы IV г. п. на выпас

6. картофель

7. кормовая свекла

6. Программирование урожаев по водному и питательному режимам

мелиорация севооборот оросительный урожай Чтобы получать запланированные урожаи культур при наименьших затратах, необходимо, согласно законам земледелия, создать для растений оптимальные сочетания и значения факторов жизни растений. В природе такие условия встречаются редко, поэтому человек должен сам регулировать эти факторы.

В Нечерноземной зоне при естественных условиях урожайность культур ограничивается, прежде всего, повышенной кислотностью почвы. На втором и третьем местах сдерживающими факторами могут оказаться либо воздух (на тяжелых почвах), либо питательные вещества (на остальных почвах).

Дополнительная потребность в воде (при обычных условиях) отодвигается на третий и четвертый план. Однако в последнее время почти каждый второй год в Нечерноземье бывает засушливым и тогда потребность во влаге резко возрастает.

Расчет возможной урожайности культур при естественном увлажнении и дополнительной потребности в воде для получения плановой урожайности следует вести по форме таблиц 3 и 4.

Расчет поливных норм:

m = 100ЧHЧA (в_HB — в_ППВ), м³/га, где m — поливная норма, м³/га;

H — глубина исследуемого слоя почвы, м;

А — объемная масса исследуемого слоя почвы, г/см³;

в_HB — влажность почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, в % от массы АСП; в_ППВ — влажность почвы, соответствующая влажности устойчивого завядания, в % от массы АСП;

Таблица 3. — Расчет возможных уровней естественного увлажнения на водоразделе и склоне в слое 0−20 и 0−100 см и урожайности сельскохозяйственных культур при этом

Таблица 4 — Расчет возможной урожайности культур при естественном увлажнении и потребности в поливной воде для получения плановой урожайности в пойме

По проанализированным данным можно сделать вывод, что орошение на данном участке будет эффективным, так как не нуждаются в орошении только однолетние травы с подсевом многолетних трав из-за малого суммарного водопотребления.

Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности при естественном увлажнении и плановой урожайности при орошении следует вести по форме таблиц 5, 6.

Экономическая эффективность орошения высокая, потребность в дополнительных питательных веществах бесспорна и для их приобретения требуются капитальные затраты. При орошении значительно увеличивается урожайность культур.

Таблица 5. — Расчёт возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности при естественном увлажнении

Таблица 6. — Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения плановой урожайности при орошении (пойма)

7. Расчет режима работы и потребного количества дождевальных машин и насосных станций для выполнения полива на участке

А) Расчеты для машин, работающих позиционно

1. Продолжительность полива на одной позиции

t_позиц = (K*m*S_поз*1000) / (60*q), мин

t_позиц = (1,2*224,1*1,7*1000) / (60*100) = 76,2 мин.

2. Расчет продолжительности полива всего участка

t_уч-ка= (К * m * S_уч-ка) /(3,6 * q), час

t_уч-ка = (1,2*224,1*100) / (3,6*100)= 55,5 часов.

3. Расчет среднесуточного расхода воды за вегетационный период

m_{сред-сут} = E_план/ Д_вег, м³/га * сут.

m_{сред-сут} = 4183,3/108,3= 38,6 м³/га*сут

4. Расчет продолжительности межполивного периода Д_мпп = m / m_{сред-сут}, сут.

Д_мпп = 224,1/ 38,6= 6 сут

5. Расчет потребного количества дождевальных машин для однократного полива всего участка при нормальной продолжительности рабочей смены

n=t_уч-ка/(t_смен*Д_мпп), шт.

n= 56/ (10*6)=1 шт.

6. Расчет потребной продолжительности рабочей смены при целом количества дождевальных машин

t_{смен.факт}=t_уч-ка/n*Д_мпп, час

t_{смен.факт}=56/1*6=9,3 часа.

Вывод: требуется 1 ДНН-100, который будет работать по 76,2 минут на одной позиции и по 9,3 часов в смену.

Б. Расчеты для машин, работающих в движении

1. Расчет потребного количества проходов по одному месту, чтобы выдать поливную норму при произвольной скорости движения П = (К* m * в * V) / (36 * q), раз П=(1,2*224,1*120*0,6)/(36*130)= 4 раза

2. Расчет потребной скорости движения дождевальной машины, чтобы выдать поливную норму за целое количество проходов

V= (36*q*П) / (К * m*в), км/ч

V=(36*130*4)/(1,2*224,1*120)=0,58 км/ч

3. Расчет продолжительности полива всего участка

t_уч-ка= (К*m*S_уч-ка) / (3,6 *q), часов

t_уч-ка = 1,2*224,1*100,9/3,6*130 = 58 часов

4. Расчет среднесуточного расхода воды за вегетационный период

m_{сред-сут} = Е_план / Д_вег, м³/га * сут

m_{сред-сут} = 5762,5/118,5 = 48,6 м³/га * сут

5. Расчет продолжительности межполивного периода Д_мпп = m / m_{сред-сут}, суток Д_мпп = 224,1/48,6 = 4,6=5 суток

6. Расчет потребного количества дождевальных машин для однократного полива всего участка при нормальной продолжительности рабочей смены (10 часов)

n = t_уч-ка/ (t_смен * Д_мпп), шт.

n = 58/10*5 = 1,16= 1 шт.

7. Расчет потребной продолжительности рабочей смены при целом количестве дождевальных машин

T_{смен.потр}= t_уч-ка /(n*Д_мпп), часов

T_{смен.потр} = 58/1*5 = 11,6 часов Вывод: требуется 1 ДДА-100МА, который будет делать по 4 прохода по одному месту со скоростью 0,58 км/ч и работать по 11,6 часов в смену.

Условные обозначения к формулам расчетов продолжительности полива и потребного количества дождевальных машину К — коэффициент, компенсирующий потери при поливе = 1,1−1,2;

m — поливная норма, м /га ;

S позиц — площадь полива на одной позиции, га ;

Sуч-каплощадь участка (орошаемых культур), га;

q — расход воды дождевальной машиной, л/с;

Е_план — плановое суммарное водопотребление (среднее по орошаемым культурам), м³/га;

Д_вег — продолжительность вегетационного периода культур, суток

t смен. — средняя продолжительность рабочей смены в летний период = 10 часов;

в — ширина захвата дождевальной машины;

V — скорость движения машин, км/ч;

П — количество проходов по одному месту, чтобы выдать поливную норму;

n — потребное количество машин.

Расчет потребных насосных станций

Насосные станции для подачи воды на орошаемый участок и обеспечения полива подбираются по трем параметрам:

необходимой подаче воды, л/с;

высоте всасывания, м;

необходимому напору, м.в.ст.

Потребная подача воды зависит от:

количества дождевальных машин и их расхода, способа подачи воды (по трубопроводам или открытым каналам).

Расчет форсированного расхода воды рассчитывается по формуле:

Q_форс= q*f /n

где Q_форс — форсированный расход воды, л/с;

q — обычный расход воды, л/с,

f — коэффициент форсирования, равный 1,25,

nкоэффициент полезного действия, равный 0,75.

Для ДДН-100 Q_форс = 100*1,25 / 0,75 =167 л/с Для ДДА-100МА Q_форс = 130*1,25 / 0,75 = 217 л/с Необходимый напор насосной станции определяется по формуле:

Н_полн=Н_геод+Н_тр+Н_гидр

где Н_полн— суммарные потери напора в оросительной сети, м в. ст.,

Н_геод — геодезические потери — разница (м) между самой верхней отметкой, куда должна подаваться вода, и самой нижней, откуда должна забираться вода Нтр — потери напора в трубопроводе (м в. ст.), которые зависят от расхода воды дождевальной машиной, диаметра и длины трубопровода и определяются по формуле:

Н_тр=L_тр * h_тр/ 100, м.в.ст Н_тр=1520*1,54/100=23,4 м в. ст.

Н_гидр — потери напора в трубопроводе на каждые сто метров длины, соответствующие расходу воды и диаметру трубопровода.

Н_гидр для ДДН-100 — 10 м Н_гидр для ДДА-100МА — 5 м Общее Н_гидр=15

Н_полн=0+23,4+15=38,4 м в. ст.

Вывод: требуется две насосные станции СНП-200/50, одна для ДДН-100 и одна для ДДА-100МА.

Расчеты по использованию многолетних трав на выпас

Создание и использование долголетних культурных пастбищ имеет важное значение: животные постоянно получают свежий питательный корм, свежий воздух и моцион для животных хорошо сказывается на их развитии, происходит наиболее эффективное использование земли за счёт упорядоченного выпаса.

Участок для выпаса выбирается, учитывая следующие особенности: расстояние от животноводческих помещений не более 1,5−2 км, необходимо наличие водопоя, лагерное содержание, высокое плодородие и возможность орошения почв.

Чтобы использовать многолетние травы в овоще — кормовом севообороте на выпас и получать хорошие результаты, необходимо: перед посевом провести окультуривание почвы (внесение извести и удобрений, глубокое рыхление); установить набор трав и норму высева (см. выше); посев многолетних трав проводится под покров однолетних трав; первые два года, когда дернина ещё не окрепла, многолетние травы использовать на сенаж и на сено; окрепшие травостои 3−5 года пользования использовать на выпас; для более рационального и многократного в течении вегетационного периода использования многолетних трав организовать порционную (загонную) систему пастьбы скота с применением электроизгороди; поля предназначенные на выпас, разделить на травами, но были ориентиром при выпасе скота.

Для упорядочения использования травостоя на выпас нужно составить график стравливания, ухода и полива.

Стравливание травостоя должно начинаться при достижении им пастбищной спелости (фаза кущения — выхода в трубку), высота 15−20 см. технология стравливания — порционно по загонам (2−3 дня в одном загоне). Огораживание электроизгородью.

График стравливания, ухода и полива многолетних трав

п — полив, с — стравливание, у — уход

Уход за травостоем включает:

— скашивание остатков косилкой КРН-2,1;

— внесение азотных удобрений дробно: весной и после каждого стравливания по 50−60 кг д.в. N/га;

— боронование БЗТС-1,0 для разравнивания экскрементов, заделки минеральных удобрений, разрушения почвенной корки Полив нужно начинать при снижении влажности почвы до 80% НВ, а после стравливаний — когда травы тронутся в рост (Примерно через 4−5 дней) и заканчивать не позднее, чем за 4−5 дней до очередного стравливания, чтобы не допустить вытаптывания травостоя.

8. Расчет экономической эффективности

Он включает расчеты капитальных и мелиоративно-эксплуатационных затрат, дополнительного чистого дохода и срока окупаемости капитальных затрат, выводы и предложения производству.

Расчет капитальных затрат на мелиорацию участка следует вести по форме таблицы 7. При этом в перечень видов работ включать только те виды, которые запроектированы на данном участке.

Стоимость единицы объема капитальных затрат берется из приложения.

Общая стоимость капитальных затрат на выполнение каждого вида работ определяется путем умножения их количества на стоимость единицы объема.

Затем подсчитываются итоги по каждому комплексу мелиоративных мероприятий и по всему участку.

Мелиоративно-эксплуатационные затраты — это затраты на уход за осушительной и оросительной системами. Они могут приниматься в размере 5−10% от капитальных затрат на создание этих систем.

Экономическая эффективность мелиорации оценивается по дополнительному чистому доходу, который представляет собой разницу между чистыми доходами после и до мелиорации по форме таблиц 8, 9, 10, 11.

При расчете чистого дохода до мелиорации для водораздела и склона следует принять урожайность 8−10 ц/га зерна и для поймы 80−100 ц/га зеленой массы естественных трав.

В связи с тем, что в севообороте могут быть разные культуры, которые, в свою очередь, могут быть использованы по разному назначению, а оценивать их нужно в денежном выражении, предлагается урожайность производимой продукции представлять в трех видах (исходной, готовой и кормовых единицах).

Те виды продукции, которые реализуются в исходном виде (зерно, картофель, овощи), оцениваются по реализационной цене.

Все кормовые культуры переводятся из исходной в готовую продукцию, а затем в кормовые единицы по соответствующим коэффициентам перевода. Так зеленая масса многолетних трав может быть использована на зеленый корм, сенаж и сено с коэффициентом перевода в готовую продукцию 1,0; 0,5; 0,2, которая может быть переведена в кормовые единицы по коэффициентам 0,2; 0,35 и 0,5 соответственно.

Объем ежегодных сельскохозяйственных затрат на производство продукции зависит от технологии и трудоемкости возделывания культур и может составлять 50−90% от стоимости валовой продукции. Поэтому, чтобы найти объем сельскохозяйственных затрат, достаточно стоимость валовой продукции умножить на соответствующий коэффициент трудоемкости от 0,5 до 0,9.

Мелиоративно-эксплуатационные затраты в размере 5−10% от капитальных на осушение и орошение в целом по севообороту нужно разделить на количество полей после мелиорации.

Сумма сельскохозяйственных и мелиоративно-эксплуатационных затрат составит общие затраты.

Чистый доход — есть разница между стоимостью валовой продукции и общими затратами.

Дополнительный чистый доход — есть разница между чистыми доходами после и до мелиорации.

Чтобы определить дополнительный чистый доход по каждой культуре, нужно из чистого дохода данной культуры вычесть соответствующую долю (по площади) чистого дохода до мелиорации, для чего чистый доход до мелиорации нужно разделить на количество полей после мелиорации пропорционально площадям полей и вычитать эту долю.

Капитальные затраты на каждый комплекс мелиорации проставляются в итоговую графу по севообороту и делятся на количество полей в севообороте пропорционально их площадям.

Срок окупаемости капитальных затрат определяется путем их деления на дополнительный чистый доход по каждому полю и севообороту.

На тех полях, где вместо дополнительного чистого дохода получен убыток, срок окупаемости капитальных затрат не определяется Особенности расчета экономической эффективности мелиорации при естественном увлажнении и орошении.

Мелиоративно-эксплуатационные затраты берутся в объеме 10% от капитальных затрат на осушение.

Капитальные затраты берутся только на осушение и культуртехнические мелиорации без орошения.

При орошении берется плановая урожайность из таблицы 4. Мелиоративно-эксплуатационные затраты берутся в пределах 10% от капитальных затрат на осушение и орошение без культуртехнических.

Капитальные затраты берутся в полном объеме. После расчета экономической эффективности мелиорации при естественном увлажнении и орошении по отдельности нужно сравнить их между собой по стоимости валовой продукции.

Вывод: стоимость валовой продукции наибольшая на пойме (осушение + КТМ + орошение), наименьшая валовая стоимость на склоне. Небольшой срок окупаемости мелиорации и самый высокий дополнительный чистый доход с 1 га также в пойме. Следовательно, наиболее эффективна мелиорация в пойме, на водоразделе менее эффективна и на склоне наименее эффективна.

Таблица 7. — Расчет капитальных затрат на мелиорацию участка

Вывод: все мелиоративные затраты по водоразделу составляют 4 092 200 руб., по склону 273 780 руб., по пойме 479 650 руб. Таким образом, самые высокие затраты на мелиоративные работы в пойме.

Таблица 8. — Экономическая эффективность мелиораций на водоразделе при естественном увлажнении в слое

0−20 см

Таблица 9. — Экономическая эффективность мелиораций на водоразделе при естественном увлажнении в слое

0−100 см