Поверхностное орошение - Википедия - Surface irrigation

Орошение по бороздам сахарный тростник в Австралия, 2006

Поверхностное орошение это место, где вода применяется и распределяется по поверхности почвы под действием силы тяжести. Это, безусловно, самая распространенная форма орошение во всем мире и практиковался во многих областях практически без изменений на протяжении тысячелетий.

Поверхностное орошение часто называют паводковым орошением, подразумевая, что водораспределение неконтролируемое и, следовательно, по своей сути неэффективное. На самом деле, некоторые методы орошения, сгруппированные под этим названием, предполагают значительную степень управления (например, нагнетательное орошение). Наземное орошение бывает трех основных типов; ровная чаша, борозда и бордюрная полоса.

Процесс

Процесс поверхностного орошения можно описать четырьмя фазами. Когда вода подается в верхний край поля, она будет течь или продвигаться по всей длине поля. В этап продвижения относится к промежутку времени, в течение которого вода подается в верхнюю часть поля и течет или продвигается по длине поля. После того, как вода достигнет конца поля, она либо стечет, либо пойдет в пруд. Период времени между окончанием фазы опережения и прекращением притока называется увлажнением, затоплением или затоплением. фаза хранения. Когда приток прекратится, вода будет продолжать стекать и просачиваться, пока не будет осушено все поле. В фаза истощения это тот короткий период времени после отключения, когда поле все еще находится под водой. В фаза спада описывает период времени, когда водный фронт отступает к нижнему краю поля. Глубина воды, нанесенная на любую точку поля, является функцией время возможности, время, в течение которого вода присутствует на поверхности почвы.

Виды поверхностного орошения

Орошение бассейна

Полив половодья половодья на пшенице
Полив паводков в жилых домах на юго-западе США.

Орошение в ровных бассейнах исторически использовалось на небольших участках с ровными поверхностями, окруженными земляными насыпями. Вода быстро распространяется на весь бассейн, и ей дают просочиться. В традиционных бассейнах вода не может стекать с поля после полива. Бассейновое орошение рекомендуется на почвах с относительно низкой скоростью инфильтрации.[1] Это тоже метод полива поверхности. Поля обычно создаются в соответствии с естественными контурами земли, но внедрение лазерной планировки и профилирования земли позволило построить большие прямоугольные бассейны, которые больше подходят для механизированной посевной площади.

Водосливные бассейны уровня

Дренажные бассейны с обратным уровнем (DBLB) или контурные бассейны представляют собой вариант бассейнового орошения, при котором поле разделено на ряд террасированных прямоугольных заливов, которые имеют ступенчатый уровень или не имеют значительного уклона. Вода подается в первый залив (обычно самый высокий по высоте), и когда достигается желаемая глубина, вода может стекать обратно из этого залива и течь в следующий залив, который находится на более низкой отметке, чем первый. Каждый залив орошается по очереди с использованием комбинации дренажной воды из предыдущего залива и продолжающегося притока из подающего канала. Успешная работа этих систем зависит от достаточного перепада высот между последовательными отсеками. Эти системы обычно используются в Австралии, где рис и пшеница выращиваются в ротации.[2]

Полив по бороздам

Система орошения по бороздам с использованием сифонные трубки
Система подачи закрытых труб

Полив по бороздам проводится путем создания небольших параллельных каналов по длине поля в направлении преобладающего уклона. Вода подается на верхний конец каждой борозды и стекает по полю под действием силы тяжести. Вода может подаваться по закрытой трубе, сифону и водосточной канаве или по безбанковским системам. Скорость движения воды определяется многими факторами, такими как уклон, шероховатость поверхности и форма борозд, но, что наиболее важно, скорость притока и почвы. проникновение ставка. Расстояние между соседними бороздами зависит от вида сельскохозяйственных культур, обычно расстояние между ними составляет от 0,75 до 2 метров. Зерновые культуры высаживают на гребне между бороздами, которые могут содержать один ряд растений или несколько рядов в случае грядки. Длина борозд может составлять от менее 100 м до 2000 м в зависимости от типа почвы, местоположения и типа сельскохозяйственных культур. Более короткие борозды обычно связаны с более равномерным нанесением, но приводят к увеличению вероятности потерь стока. Полив по бороздам особенно подходит для пропашных культур на больших площадях, таких как хлопок, кукуруза и сахарный тростник. Это также практикуется в различных отраслях садоводства, таких как цитрусовые, косточковые фрукты и помидоры.

Чтобы вода достигла другого конца, может потребоваться значительный период времени, что означает, что вода просачивается в течение более длительного периода времени в верхний конец поля. Это приводит к плохой однородности при частом нанесении на верхнем конце и более низком нанесении на нижнем конце. В большинстве случаев эффективность полива по бороздам можно улучшить за счет увеличения скорости, с которой вода движется по полю (скорость продвижения). Это может быть достигнуто за счет увеличения скорости потока или за счет практики помпажного орошения. Увеличение скорости подачи не только улучшает однородность, но также снижает общий объем воды, необходимый для завершения полива.

Интенсивное орошение

Интенсивное орошение - это вариант полива по бороздам, при котором подача воды включается и выключается в запланированные периоды времени (например, включается на 1 час, перерыв на 1,5 часа). Циклы смачивания и сушки снижают скорость инфильтрации, что приводит к более высокой скорости подачи и большей однородности[3] чем непрерывный поток. Уменьшение инфильтрации является результатом уплотнения поверхности, заполнения трещин и микропор, а также разрушения частиц почвы во время быстрого увлажнения и последующего уплотнения поверхности во время каждой фазы сушки.[4] Сообщается, что на тех почвах, где наблюдается эффект помпажа, он позволяет завершить полив с меньшим общим использованием воды и, следовательно, с более высокой эффективностью, и потенциально дает возможность практиковать недостаточное орошение.[5] Эффективность импульсного орошения зависит от типа почвы; например, многие глинистые почвы быстро уплотняются при непрерывном потоке, и поэтому импульсное орошение малоэффективно.[1]

Полив залива / пограничной полосы

Пограничная полоса, иначе известная как пограничный контроль или орошение заливов, может рассматриваться как гибрид равнинного и бороздкового орошения. Поле разделено на ряд бухт или полос, каждый бухт отделен земляными насыпями (границами). Бухты, как правило, длиннее и уже по сравнению с бассейновым орошением и ориентированы по длине с уклоном поля. Типичные размеры пролета составляют от 10-70 м в ширину до 100-700 м в длину. Вода подается в верхний конец отсека, который обычно конструируется для облегчения условий свободного течения в нижнем конце. Одним из распространенных способов использования этого метода является орошение пастбищ для производства молока.

Проблемы, связанные с поверхностным орошением

Основная статья: Воздействие орошения на окружающую среду

Хотя поверхностное орошение можно эффективно практиковать при правильном управлении в правильных условиях, оно часто связано с рядом проблем, подрывающих продуктивность и экологическую устойчивость:[6]

  • Заболачивание - Может вызвать остановку растения, задерживая дальнейший рост до тех пор, пока из корневой зоны не стечет достаточное количество воды. Заболачиванию можно противодействовать дренаж, дренаж плитки или же контроль уровня воды другой формой подземный дренаж.[7][8]
  • Глубокий дренаж - Чрезмерное орошение может привести к опусканию воды ниже корневой зоны, что приведет к повышению уровня грунтовых вод. В регионах с естественными засоленными слоями почвы (например, соленость на юго-востоке Австралии ) или соленых водоносных горизонтов, подъем уровня грунтовых вод может привести к засолению корневой зоны, что приведет к проблемам с орошением. соленость.
  • Засоление - В зависимости от качества воды поливная вода может добавлять значительные количества соли в почвенный профиль. Хотя это меньшая проблема для поверхностного орошения по сравнению с другими методами орошения (из-за сравнительно высокой фракция выщелачивания ) отсутствие подземного дренажа может ограничить вымывание солей из почвы. Это можно исправить с помощью дренажа и контроль засоления почвы через промывание.

Целью современного управления поверхностным орошением является минимизация риска этих потенциальных неблагоприятных воздействий.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Уокер, W.R .; Скогербое, Г. (1987). Поверхностное орошение. Прентис-Холл, Энглвудские скалы.
  2. ^ Север, Сэм (2008). Обзор бассейновых (контурных) ирригационных систем I: Текущая практика проектирования и управления в Южном бассейне Мюррей-Дарлинг, Австралия (PDF) (Технический отчет). CRC для фьючерсов на ирригацию. Серия вопросов ирригации № 01-1 / 08. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-03-04. Получено 2015-08-13.
  3. ^ El-Dine, T. G .; Хосни, М. М. (2000). «Полевая оценка нагонов и постоянных потоков в системах бороздкового полива». Управление водными ресурсами. 14 (2): 77–87. Дои:10.1023 / а: 1008189004992.
  4. ^ Kemper, W. D .; Trout, T. J .; Humpherys, A. S .; Баллок, М. С. (1988). «Механизмы, с помощью которых импульсное орошение снижает скорость инфильтрации борозд в илистой суглинке». Транзакции ASAE. 31 (3): 821–829. Дои:10.13031/2013.30787.
  5. ^ Хорст, М. Г .; Шамуталов, С. С .; Goncalves, J.M .; Перейра, Л. С. (2007). «Оценка воздействия нагнетательного орошения на водосбережение и урожайность хлопка». Управление водными ресурсами в сельском хозяйстве. 87 (2): 115–127. Дои:10.1016 / j.agwat.2006.06.014.
  6. ^ ILRI, 1989, Эффективность и социальные / экологические последствия ирригационных проектов: обзор. В: Годовой отчет 1988, Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды, стр. 18–34. В сети: [1]
  7. ^ Руководство по дренажу: руководство по интеграции взаимосвязей между растениями, почвой и водой для осушения орошаемых земель. Отдел внутренних дел, Бюро мелиорации. 1993 г. ISBN  0-16-061623-9.
  8. ^ «Бесплатные статьи и программное обеспечение по дренажу заболоченных земель и контролю засоления почв». Получено 2010-07-28.

внешняя ссылка