Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Орошение риса на землях с близкозалегающими пресными грунтовыми водами (На примере Учхоза ТИИИМСХ)

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Орошение риса на землях с близкозалегающими пресными грунтовыми водами (На примере Учхоза ТИИИМСХ)"

Ташкентский Ордена Трудового Красного Знамени институт инзенеров ирригация и механизации сельского хозяйства

(ЛШШСХ)

На правах рукописи

КАКЕ МАДЕУ

УДК: 631.674.2:633.18.03 (S75.I1)

ОРОШЕНИЯ РИСА НА ЗЕ.1ЛНХ С БЛЛ31С03АЛЕГАЩШ ПРЕСНИ.1И ГРУНТОВЫЕ! ВОДАМИ

(На примере Учхоза ТШШСХ)

03.01.02 - Мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент - 1990

Работа выполнена на кафедре "Сельскохозяйственные мелиорации" Ташкэнтского Ордена Трудового Краоного Знамени института инженеров ирригации п механизации оельокого хозяйства (ГШ-ШСХ).

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИШЬ - Заслуженный деятель науки УзССР, доктор

технических наук, профессор РАЧШСКИЙ Л.Л.

НАУЧШЙ КОНСУ.ЛЬТАНТ - Кандидат технических наук, доцент БАРАЕВ Ф.А.

0ШЕ1АШШЕ ОППОНЕНТЫ: - Заслуженный деятель науки УзССР, доктор

технических наук, старший научный сотрудник ЛАКТАЕЗ Н.Т.

- Заслуженный ,,еятель науки ККАССР, доктор сельскохозяйственных наук, профессор ■ БЕСПАЛОВ Н.Ф.

Ведущая организация - Узгипроводхоз.

Защита состоится V 1990 г. в ' часов на

заседании специализированного совета К 120.06.01 по присуждению

ученой степени кандидата наук при Ташкентокоы Ордена Трудового

Красного Знамени институте инженеров ирригации" и механизации

сельского хозяйства (ТШШСХ).

Адрес: 700000, г.Ташкент, ГСП, ул.Кары Наязова, 39 ТШШСХ. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке инотитута. Автореферат разослан

9J0 Roj^

1990 года.

Л ФХченнй -секретарь', •

■ /А ~>v i^"1 ....... ^ ' •>

с рё^шййзиррвэ HHoro,_coEéTa,

в'/íдоцент 4"-v'• М О.П.ТАТУР

3 i . . \ • ' , . v ' t

. > ^ > - '. " . • I ; ; r-'í

Д г-* 5 <8 чЬ" - -г • г x.f> ГЧ,-

V - ^^ уу Оо , -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Рисовое зерно является основным продуктом питания - хлебом для более 2/3 жителей Рвияейокой республики, поэтому первоочередной задачей в решении продовольственной программы страны является всемерное повышение урожайности этой ценнейшей культуры.

Актуальность проблемы.. Заключается в том, что практикуемые на сегодня приемы орошения риса, основанные на сложившейся в ' Гвинее традиции сеять рис вручную в почву, затопленную паводковыми водами рек или прошрцших мусонных доздей,и дожидаться урожая, не влияя на естественный водный роим,- являютоя главной причиной весьма низкой урожайнооти при исключительно благоприятных климатически и почвенно-мелиоративных условиях региона.

Отсутствие научных разработок по оптимизации ренимов орошения риса на близких грунтовых водах, что характерно для значительных площадей рисосеяния Гвинеи, послужило поводом для экспериментальных исследований в этом направлении.

Гвинея раополоаена на западном побереаьа Африканского конти-

р

нента и занимав1- 246 тыс.км , климат - экваториально-муссонного типа, делится на два сезона - сухой и аолсдливый.

Сухой сезон, имеющий место в ноябре-апреле в определенной степени напоминает Среднеазиатский весенне-летний период. Максимальная температура воздуха в оухой сезон соотавляет 36+37°С, а минимальная в декабре - январе 12+13°С.

Учитывая исключительную ваадоот* для Гвинеи исследований в

направлении разработки рациональных режимов орошения риса, мы

»

провели опытно-производственные эксперименты на территории рк;о-вого массива Учебно-опытяогс хозяйства ТИИШСХ Ташкентской области УзССР. При разработке ряда предложений, широко попользовалась научная литература, характеризующая особенности орошения риса в Гвинее.

Цель исследований заключается в изучении и разработке, рационального режима орошения риса для условий о близко-залегающими пресными грунтовыми водами, математическом моделировании гидродинамического режима воды на поверхности чеков и использование его в рационализации параметров чеков.

Для достижения этой цели предполагалось решить следующие задачи:

- проанализировать природно-хозяйственныэ условия объекта исоледоваяий и обосновать различные способы выращивания риса в Верхней Гвинее;

- усовершенствовать методику определения составляющих водного баланоа риоового чека;

- разработать теорию температурного режима на поверхности риоового чека и рационализовать режим орошения риса;

- усовершенствовать теорию гидродинамического режима воды

. на чеках в провести машинное экспериментирование на ЭШ о целью рационализации параметров рисовых чеков;

- выполнить техшгко-зкономяческое обоснование эффективности

предлагаемая мероприятий.

■ Методика исследований. Информационной базой послужили наб-' • уЛвдэния, проведенные в пределах Верхней Гвинеи и материалы собственных исследований в Учхозе ОТШСХ по Методике гидромелиоративных исследований по орошению риса" Зайцева В.Б. При обобщении и анализе материалов широко использовались методы расчетов советских и зарубежных ученых (Б.Б.Величко, В.Б.Зайцев, М.Т.Когай, А.А.Рачинокий, Ф.А.Бараев, В.А.Попов, ^аа^се и др.).

Научная новизна дисоертации состоит в следующем:

утоукена методика водобалансовых исследований на рисовых чеках;

предлояены новые конструкции сосудов-испарителей Т1МШСХ; доказана целесообразность назначения глубины воды в рисовых чеках в пределах 5-7 см при близком залегании пресных грунтовых вод;

разработана математическая модель гидродинамического режима воды на рисовых чеках в увязке с параметрами чеков. . Основные положения, представляемые к зашита. Анализ природных и хозяйственных факторов объекта исследований и обоснование способа возделывания риса в Верхней Гвинее;

методика определения отдельных элементов водного баланса риоового поля с помощью сосудов-испарителей ТШИМСХ и анализ существующей методики сосудов-испарителей Зайцева и.Б.

исследование взаимосвязи температурного реяима, глубины воды на чеке с интенсивностью оолнечной -радиации и особенностями фаз вегетации риса;

резким орошения риса для условий с близкими пресными грунтовыми водами;

математическая модель гидродинамического режима воды на чеках и оптимизация расположения водовыпуоков.

Практическая ценность результатов исследований: предложен водосберегаюций разим орошения риса для земель с близкими преснши ГВ, который позволяет уменьшить непроизводительные затраты воды на 5-7 тыс.м3/га;

предложена принципиально новая конструкция сосудов-испарителей ТИИШСХ, которая устраняет многие погрешнооти, имеющие место при опытах в сооудах-испарителях Зайцейа В.Б.;

даны рекомендации по оптимизации конструкций рисовых чеков з точки зрения обеспечения равномерности температурного режима ю площади чека, что устранит наличие зон застойной воды и оу-цеотвенно улучшит кислородный и питательный режимы;

разработанная модель гидродинамического режима по?чоляет оптимизировать количество водовыпусков и установить наиболее рациональный способ распределения воды на чеке.

В целом внедрение рекомендаций автора позволит увеличить урожайность риса на землях с близкими ГВ на 3-5 ц/га. Об этом свидетельствуют результаты апробации работы в Учхозе, где на ' опытном поле урожайность риса составила 52 ц/га -(для сравнения на контрольном участке урожайность составила 47 ц/га). Эффективность работы подхверадена актом внедрения.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены ' и обсуждены на конференциях професаороко-преподавательокого состава .ТЖШСХ в 1987, 1988, 1989 гг. На заседаниях кафедры "Сель--скохозяйственные мелиорации" и секции "Гидротехника и мелиорация" Научно-технического совета ТИШИСХ.

Объем и структура работы, дисоертацля изложена на 134 страницах машинописного текста, оостоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 119 наименований и приложений (108 таблиц). В ней содержится 31 рисунок, 18 таблиц. Публикация по теме диссертации - 3 работы.

С0ДЕРШМ2 РАБОТЫ

В введении обуславливается актуальность темы диссертации' • цель и задачи, дается ее научная новизна,.-практическая значи-. мость результатов исследований, сформулированы основные положения, представляемые к защите.

В первой главе проанализировано современное состояние и изученность проблемы, даны краткие прпродно-хозяйственнне условия учебного хозяйства ТйИШСХ и территории Верхней Гвинеи.

Отмечен большой вклад советских ученых в развитии теории и практики возделывания риса: Н.А.Витте, В.Е.Зайцев, Е.ÍI.Величко,

В.А.Попов, П.С.Ерычия, М.Т.Когай, А.А.Рачанский, Ф.А.Бараев, А.Р.Рамазанов, Е.П.Алешин, М.И.Зырянова, А.Т.Рау, а также зару-бенншс авторов: <Э?vЛ'cл.il^9тйгvк^.K,Weьt еоЬЬ И.Р, вКаь&ь.О , •МоихСее ЪУ*. Ь, 3.Н, К 0Лсх4\1. Ус п др>

Этими исследователями освещается широкий круг вопросов решила орошения, усовершенствования конструкций рисовых чеков, определения составляющих водных балансов на рисовых чеках, изучения эвапо-транспирационных процессов и температурного режима рисовых плантаций, влияния террастности на урожайность риса и многие другие вопросы.

Климат территории объекта исследований резко континентальный, засушливый, отличающийся обилием тепла и света, в среднем за год количество осадков составляет 410 мм, а объем испарения 800-300 мм, высокое испарение обусловлено значительной суммой положительных температур во"Духа 4475°С, лето жаркое п оухое.

Территория Учхоза ТШШМСХ в геоморфологическом отношении раокинулаоь на П-ой надпойменной террасе реки Чирчик. Величина уклона соотавляет 0,003-0,005. Типы грунтов и их физико-механические свойства грунтов характеризуются следующим: суглинки пыле-ватые, леосовидныэ, серовато-кспичневого цвета, лап. :е и тяжелые. Почвы Учхоза характеризуются средней порозностыо 45-47%, естественная влажность по профилю 5-27% от Массы почвн, максимальная молекулярная влагоемкость изменяется в пределах 1-2,7% - 23,4% от массы почвы. Амплитуда колебаний уровня грунтовых вод в годо- -' вом щшле составляет 1,5-1,7 м, в последнее время, за 1981-1987 гг. в отдельных местах уровень поднялся на 0,5 м. Воды пресные, минерализация их составляет 0,5-1,0 г/л.'

В о.ношении республики Гвинеи сделан следующий вывод. По рельефу Гвинея довольно четко разделяется на четыре района, которые выделены на основе общепринятого природного районирования: При-

морская (нижняя) Гвинея, Средняя (Фута-Дзалон) Гвшея, Верхняя Гвинея и Лепная Гвинея. В силу объективных причин, мы решили рассмотреть вопросы возделывания риса в Верхней Гвинее. Климат Гвинеи экваторно-мусоонного типа, делится на два сезона - сухой и дождливый. Максимальная температура воздуха в сухой период сос- , тавляет 37°С, а минимальная в январе месяце +13°С. Дождливый мус-сонний период отличается большим количеством осадков, составляющих до 1520 мм, испарение в эти месяцы не превышает 470 мм.

С точки зрения гидрологии реки Мило в Верхней Гвинеи, характеризуются большими изменениями уровня воды, которые достигают своего максимума в сезон дождей (август-сентябрь), динамика грунтов ах вод в районах развитых аллювиальных почв тесно связана с гццрологическими режимом реки, осадками и интенсивностью орошаемого земледелия, глубина их залегания составляет 0,5-1,5 м, местами до 3 м, минерализация не более 0,4-0,8 г/л, отточнооть грунтовых вод затруднена.

В почвеяно-мелиоративном отношении, здесь выделяются два различных типа почв: железистые (ферралитные) тропические почвы и гидроморфные (аллювиальные)" почвы. В результате традиционных* , форм н посечно-огневого земледелия .в сельское хозяйство были вовлечены огромные площади лесов и саваны, что нарушило- естествен-

ч

ный баланс возобновления плодородия почв и ухудшило их структуру.

Анализ имеющихся данных агроклиматических, почвенно-мелио-ративных условий позволяет предложить ряд периодов возделываниг риса в долине р.Мило. При этом учитывалось требование, обеспечивающее степень усиления способности фотосинтеза (температура не выше +15°С и низкая относительная влажность), которые наблюдаются в январе, феврале и марте и наносят большой ущерб росту риса. Отсюда следует, что периоды возделывания риса дол;;ны применяться такие, при которых период цветения не приходится на этот период

года.

Первый период изучался с точки зрения запаса воды в реке Мило необходимого для орошения, когда период роста растений совпадает с периодом мелководья в реке (март-апрель).

Второй период выращивания риса характеризуется тем, что период мелководья в реке совпадает с тем периодом развития, когда растению не требуется много воды.

Третий период выращивания риса приведен с тем, чтобы провести посев или пересадку растений в апреле месяце, когда в начале развития растения требуют мало воды.

Более глубокое обоснование анализа предложенных периодов возделывания риса нужно проводить на месте, что будет нами выполнено в дальнейших исследованиях о целью выработки оптимального режима орошения.

Во вторуй главе приводятся теоретические и экспериментальные иооледования по разработке рационального'режима орошения риса, расчет и определение составляющих водного баланса рисового чека а использованием новой конструкции сосудов испарителей.

Уравнение водного.баланса, разработанное в 1930 г.,профессором Зайцевш В.Б. для среднего чека, имеет вид:

М„*Кр-Р = \лУ +Е +Т+£ +5о +5п , (I)

где Ми - оросительная норма "нетто", м3/га; Кр- коэффициент, учитывающий климатический фактор (степень засушливости территорий); Р — количество атмосферных осадков за период поливов, \м3/га; \а/ -.объем первоначального насыщения водой активной зоны почвы, м3/га; Е - объем испарения воды б поверхности чека, м3/га; Т - объем трансшпации воды рисом, м3/га; - объем вертикальной фильтрации, м3/га; £>па , 5о , 5п - объем плановых, неплановых сбросов и проточности, м3/га.

Для определения фактических величин элементов водного балан- • са в условия:-, луговых почв Среднечирчикского района Ташкентской области нами в течение 1987-1988 гг. на опытном участке Учхоза ТИИЙМСХ. проводились наблюдения за расходами воды в сооудах-испа- : рителях Зайцева В.Б. и ТИИШСХ.

В исследован-лх использовали сорт риса'УзРос - 7-13 с заделкой семян в почву на глубину 1,5-2 см. Одновременно с затоплением чека вое сосуды заливали слоем воды. При понижении уровня слой восстанавливали, доливая из мензурки ежедневно три раза в 9, 13 и 18 часов. Объем долитой воды показывал: сколько ее израсходовано в этом сосуде за промежуток времени между наблюдениями (рио.1).

Установлено, что наибольший суточный расход оросительной воды при возделывании риса при постоянном затоплении приходится на испарение со свободной водной поверхности в период всходов; транспирацшо в период трубкования - цветения; вертикальную фильтрацию - в начале затопления полей.

Результаты исследований в сосудах-испарителях Зайцева В.Б. показали, что во всех повторностях имеет место неравенство:

\л&+\л/з-Ц ф\л/ц , (2)

где\л/|,\д/д ,\л/э М - объемы воды, израсходованные кз сосудов-испарителей Зайцева В.Б. (3 1,2,3,4).

С целью установления причин этого неравенства, в фазу цветения изолировали в сооуде й 4 надземную часть растений от корневой системы. Причем, стебли закрепляли с помощью деревянных колышков в прежнем виде. Каздый день отсыхающие стебли заменяли свежими. Делалось это для сохранения эффекта затенения. В точно таком же другом сосуде (4) , срезанные растения не оставляли на месте,рио.2

-юоо—4*5054

Рис.2. Схема расположения оооудов-иопарителей Зайцева В.Б. и дгух дополнительных сосудов.

Видно, что получается:

\л//,ц) -\л/а >0

\AZUz) -\Л/2 >0 (3)

\л/4'и) -\л/а >0

а после срезки положение изменилось:

\л/т -уж < о

(4)

. \Л/4(?) ~\Л/Л <0

причем сумма расходования ббъемов воды на испаре-

ние с затененной срезанным/ стеблями риса водной поверхности и фильтрации в' почвогрунт;

\лД(з)- суша расходования объемов воды со свободной водной

поверхности (после срезки стеблей риса и их удаления за пределы оосгча) и фильтрации в почвогрунт.

Из рисунка 3 наглядно видно, что разность:

ДЕ=[^4(<) , (5)

где Д£- приращение уменьшения испарения в сосуде в связи о затенением поверхности воды растениями ркса, а разность:

где АГ- уменьшение фильтрации в сосуде 4(2) вследствие увеличения в нем плотности цочвогрунтов благодаря наличию корневой система риса.

Имеем, что

(ДЕ+ДР) есть погрешность определения статей водного баланса в оосудах-иопарителях Зайцева В.Б., прячем она довольно значительна, поэтому лучше не пользоваться сооудом 152.

Далее, если рассмотреть схемы вычисления по методике Зайцева В.Б., то получим

\л/ч -\л/з = Й-Т], (7) . | , (8) ''выражение (7) и (8) аэ равны

Значит разность показания в сосудах и 4 неверна, она не может быть^ равной " ^ она равна только ^ или (Рь-Т ). В процессе ойытов, нами стеблей, было установлено, что сроки всходов, рост, густота стояния, интенсивность развитая риса в сосудах Зайцева в.Ъ. п на чеке существен-

-I»

но отличались.

Предложенные сосуды-испарителл ТИШЕ.ЮХ состоят из 2-х сосудов,

ПреЗоАмситсльмостЬ опытов, с

Рис.3. График характеризую^! несоответствия объемов вод израсходованных из со удо: испарителей 1*2,4(1) ,4 (2), 4(3) после отсечения

Рис. 4. Схема комплекта сосудов-испарителей ТИШЛСХ I - сосуд с дна1.:; П - сосуд без дна.

один с дном, а второй без дна, которые в свою очередь разделяютоя на нигнюю, среднюю и верхнюю обечайки (кольца) рис.4.

I

Преимущество предложенных сосудов несомненно,'поскольку они, во-первых, повышают количество повторностей опытов, во-вторых,•не допускают погрешность показаний выражений (7) и (8) на величину, равную обьпму транспирации. В третьих, исключается влияние высоты бортов сосудов на степень затененности почвы в них, в четвертых, исключают появление величины Д.Е. и АР , т.е. учитывают у^е в процессе опытов затененность поверхности воды растениями и уменьшение фильтрации за счет корней риса. Фенологические наблюдения показали полное или частичное совпадение сроков развития, густоты стояния и урожайности риса в сосудах и на чеке. Но следует отметить, что сосуд-испаритель ТШШСХ в дальнейшем нуждается в усовершенствовании, в частности, устройстве самопишущего аппарата для уточнения данных и облегчения труда.

При опытах использовали обе конструкции сосудов-испарителей

для детального исследования величин С, , I , г» и остальных статей указанного водного баланса (I).

Вопросами влияния водопэтребления на продуктивность сельскохозяйственных культур занимались ученые издавна, в середине XIX '

века Либихом был сфорлулирован закон минимума, согласно которому н

урожай сельскохозяйственных культур зависит от элементов жизнеобеспечения находящихся в минимуме. На основе этого закона можно утверждать, что в условиях аридной зоны основным фактором, определяющим урожай, является водопотребление. В последнее время разработан ряд математических связей;

Отмечен большой вклад многих советских исследователей Давыдова П. (1944), Жарова И.ЛД1959), Иванова Н. (1971) и другие, а

также зарубежных авторе! Напе-у (1945), THQRNTHWMTE

(1948), Turc (i960), Glovea ,Mqû Culioa и многие др. в

развитии теории и практики нодопотребления. Этими исследователями освежается широкий круг вопросов расчета водопотребления, базирующихся на климатических факторах'.-

Известные режимы орошения риса" сводятся к следующим 4'группам: постоянное затоплэя-е, укороченное" затопление, прерывистое затопление, периодическое увлажнение почва*. Особенности и условия применения каждого из этих способов полива подробно изложены в ■ имеющейся литературе, (Ддулац А.II., 1980, Лев В.Т., 1984, Ко-гай М.Г. 1981; Зайцев В.Б., 1975, 1'чваленко Б.Н., Дуденко В.П., 1974 и др.).

Изучение большого количества материалов советских и зарубежных ученых, связанных о разработкой водного режима риса, привело автора к выводу, что в этих работах недостаточно решен вопрос о взаимосвязи слоев затопления о температурным, режимом воды.

На основе совместного решения уравнений водного и теплового баланса рисового чека получено выражение (пибальников C.B., 1985)

cj}v(i4-i4.o)=Be+cjp-^rn (tw-ti4), ; an

где C,J> - соответственно теплоемкость'и плотность воды; V -объем воды в чеке, отнесенный к единице площади^цр^ц - температура воды соответственно в начальный'(0) и конечный ( λ ) моменты времени; "fc,k - температура оросительной йода в канале; Ьв - поток тепла в воду.

Бешая уравнение (II) относительно переменного слоя: затопления, получили зависимость температуры воды рисового чека от глубины слоя затопления.При поддержании постоянного уровня температура воды в чеке за интервал времени она будет равна:

т=

_ Qm

Ml

(to±Ato)-(t4±At4)]+(u±ài:4),

пр11 / \ о<^гч<( и льИ^г/аг*. •й,-а»>

где Я11* ~ водоподача в чек, м3/га; * ^Ьо - приращение температуры воды, подаваемой в чек, °С; Ьо - температура подаваемой водц в чек °С; Ьц- температура води в чеке в начальный момент времени Е>» , °С; - Д-Ьц - приращение температуры воды за счет солнечной радиации - й>ь£. ~ поступление энергии солнечной радиации в воду в момент времени Ъ1 , кал/см^,час; К», - коаффэдизнт затенения фазы вегетация.

На графике рис.5 изображены кривые, характеризующие ва-висимость *7™=^ИчЛ) в условиях Ташкентской области при различных слоях затопления.

В Ш главе даютоя методика и результаты теоретических и производственных исследований по гидродинамическому режиму воды на поверхности рисовых чеков. Водная масса чзка постепенно перемещается Ее всех направлениях, вода раоходуетоя на фильтрацию, испарение, транопирацию и поверхностный сброоной сток (при его наличии). Различаются следующие виды перемещения воды в чеке:

- движенгг вода за пределы объема в нормальном направлении к • поверхности слоя (испарение, транспарация и фильтрация), считает' ' оя, что эти расхода равномерно распределяются по всей площади

чека;

- диффузионное движение (тепловое движение молекул) в направ-

- лешш произвольного самовыравнявания концентраций в смеси нескольких веществ: процессы переноса т,епла внутри массы воды; между

- почвой,- воздухом и водой; процесо раотворедия минеральных и орга-. ничеоких веществ в водной ореде и почве и т.д.;

- горизонтально? движение воды в чеке - распространение потока воды, поступающего из оросителя, по воей площади чека и дни-

Условные 'обозначения::

_при Нч=» б см

_-ц_«(„-приИ^ 10 см

_____ври РЦз 20 си

rz pj 15

40

О

e А 30

J3 g

tO 25

•et

D.

¿0

¿£

Ы

c: s: 15

F Ш

СРоза прорастания , kj И

7 в J ¡0 П Ii 13 15 16 'I? 19 19 20 £1 Ü

ВРЕМЯуЧОСЪ!

ГОазя хищение, Из=0,64

и • 30

-f d cq 25

a. ¿0

£

s

ul a:

X

ul

H 40

7 а 9 io ii iä ia Cj ¡5 1б i? ia 13 so .¿а

&р£мй,чаш

Фсиа оозребаниа , Kj =0,79

Рио.

7 8 9 Ю II U 13 Ц 15 IS 17 15 19 Л0 21 2.1

ЬРШЯ, ЧАСЫ ,5. Графики зависимости Ts j- (пч »■

жение ее к точке сброса. Горизонтальное перемещение потока производится за счет гидравлических напоров и с целью восполнения расходов на испарение, транспкрацию и фильтрацию.

Горизонтально перемещаясь, объем воды на рисовом чеке стремится к восстановлению равновесия, при этом образуется волновое перемещение воды по всему чеку (рис.6).

Если обозначал через слой воды в мм/сут суточные расходы на испарение ( Е ), транспирашш ("X") и фильтрацию ( р ). Суммарный их расход выраженный слое води составит:

а расход водоподачи на уравновешивание расхода (Ьс ) равен:

= . (15)

где \л/г =А«Ь,ИЛ - площадь чека; А и В длина и ширина чека, м.

Оросительная вода из водовыпуска под действием восстанавливающих сил растекается по всем направлениям поверхности чека.

При наличии поверхностной проточногти образуется совместный поток поступающего и отводимого объема воды. После некоторых преобразований скорость передвижения потока в любом сечении равна,рис.6

■ ^(в'-ф^М, " : <»»

где 14* - бытовая глубина воды в чеке, М| Ьп - слой водоподачи, отнесенный ка всей площади чека, м; Кс. - слой поверхностного сброса, отнесенный ко всей площади чэка, м. В общем виде :У=Уп +Уе где Уп - скорость подачи, Ус - скорость сброса.

Формула (16) имеет слабые стороны, в частности:

1) она получена в векторной форме и не позволяет переложить вычисления на ЭВМ и оптимизировать задачу;

2) не учтено влияние факторов внешней среды - спланирован-но'сти поля, гуатоты стояния растений и фаз вегетации, степени

Рис. 6. а , й , в . г , б ,

Расчетные схемы направление потока воды в беспроточном чеке элементарная струя потока воды в беспвдточном чеке направление потока при сбросе без подачи направление потока воды в проточном чеке элементарная площадка потока в проточном чеке

засоренности посевов, формула (16) справедлива лишь для идеализированных условий.

Для численной реализации формул (16) на ЭВМ с целью устранения укаьсшных погрешностей и практического использования предварительно трансфордировали ее в скалерную форму, учитывая, что скорость потока воды в любой точке чека с координатами (^) есть вектор:

Ян» + • (17)

где Уй,*,^,^ ; - проекция вектора скорости на оси ОХ и

ОУ прямоугольной системы координат, определим

(18)

где знак (+1) - означает водоподачу через водовыпуск в чек; (-1) - отвод воды через водовыпуок из чека; Р^^ аТ'^^л значения й и Г для точки с координатами З1 и ^ ; Х^^ - координаты на оси ОХ и ОУ точки пересечения прямой, проходящей через точку водоподачи (Л ) в чек, точку о координатами ,^ о прямой, являющейся одной из сторон чека; , - координатами на оои ОХ, ОУ точки расположения водовыпуска в чек при (+1) и из чека при (-1).

Наибольшую трудность представляет вычисление координат Хь,«./},^ и ^Кл.}-.^ - и длин проекции прямой на оси ОХ и ОУ.

Оказалось, что в зависимости от взаиморасположения водовы-пусков и какой-либо точки.на чеке о координатами « сущест-

вует четыре группы формул по математическому расчету значений ^•Ь'З'чР »•^•«•^чР » Для этого использовалось уравнение прямой, проходящей через две точки.

Окончательно, о целью приближения результатов теоретических расчетов к натурнш данным, скорость движения потока была записана в вида: '_

%«-Vмщр - >& , аз)

I ОП

гДв ^гав - коэффициент густоты стояния растений риса (по фазам вегетации); - коэффициент погрешности спланированности поверхности поля и ^коэффициент засоренности поля сорняками.

7дя развития полученной модели до уровня оптимизационной, необходимо определить среднюю скорость движения воды по чеку: ■

/ Ус.км

V- = -*1»'4 , (20)

где Гуч - количество строк и столбцов г интервалом Дй= 10 м (шаг);

Разность дл.: всех вариантов исходной информации .....к )

ИсЫс

: ^-к = -Узд.)^ • "ио

Искомым, наиболее рациональным вариантом конструкции и параметров рисового чека признается тот, где ДУь.-.к —>- О Для полученной модели, проведено машинное экспериментирование на ЭВМ по оптимизации параметров рисовых чеков и степени оснащенности их водовыпусками.

Количество вариантов решения исследовательских задач о использованием предложенных алгоритмов, блок-схемы и программы великое множество. Поэтому, мы ограничллись постановкой к решением на ЗБМ нескольких наиболее важнпс из них.

Из рассмотренных вариантов наиболее удачным оказался вариант встречно"! водоиодачи из двух водовыпусков в чек. Конечно, чем больше точек подоподачи в чек и чем равномернее они распределе-

ны по площади, тем блике к идеальному будут результаты. Однако, в этот процесс необходимо включать экономический фактор, т.е. зависимость суммарной стоимости водовыпусков от прироста уроиая.

3 главе 1У разработаны предложения по рационализации водного и температурного ренимов риса в условиях незасоленных земель и близко-залегающих пресных грунтовых вод, что позволяет получать существенный экономический эффект, подтвержденный актом внедрения. Внедрение наша предложений в Учхозе ТИНШЗХ позволило обеспечить качественное орошен да риоа нормами 15700-23000 м3/га, что в 1,52 раза и более ниже затрат оросительной-воды, имеющих место в хозяйстве ( Ми= 30000-48000 м3/га, а в оооеднем рисоводческом совхозе им.Калинина затраты доотигают 50000 м3/га).

Следует отметить, что повышение слоя воды в чеках, применение проточяости и использование сосудов-испарителей Зайцева В.Б. при определении элементов статей водного баланса рисового чека приводит к чрезмерно выоокш оросительныл нормам риса при относительно небольшой урожайности. Дополнительный чистый доход при внедрении предлагаемых мероприятий составляет не менее 150 руб/га.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

На о юве результатов теоретических и полевых экспериментальных исследований по рационализации водного и температурного рени-мов на землях с близкими пресными грунтовыми водами можно сделать следующие выводы и рекомендации: .

I. Peaш.1 орошения риоа практикуемый в учебном хозяйстве ТИИИМСХ несовершенен:

а) предусматривается проточность, что значительно повышает оросительную норму и сникает урожайность; .

б) на поверхности рисовых чеков подчеркиваются различные глубины воды без какого-либо предварительного теоретического

обоснования;

в) не учитывается влияние водоподачи на ожидаемую урожайность риса, затененность растениями зеркала воды в чеках не принимается в расчет.

2. В Верхней Гвинеи анализ природных условий долины реки Мило свидетельствует об исключительно неравномерном по времени распределения поверхностного стока: 80-90$ стока приходится на дождливый сезон, когча сельскохозяйственные культуры испытывают недостаток солнечного света, затруднена фотосинтетическая деятельность." Выращивание риса в Гвинее производится на землях , прилегающих к руслам ре" благодаря задержанию дождевых вод в лиманах. Для получения устойчивых урожаев риса и других сопутствующих культур надо внедрить в сельскохозяйственное производство Гвинеи современные инженерные оросительные оистемы и научно-обоснованные рациональные режимы орошения.

3. Рациональным для Учхоза ТИИШСХ является укороченный ре-яик орошениг., заключающийся в том, что сразу после посева семян в

■ почву о заделкой tot на 1-1,5 см создается слой затопления в 5-7 см, после чего водо подачу прекращают, слой во,"ч срабатывается благодаря фильтрации и испарению. После появления дружных всходов поля обрабатываются гербицидами и затопляются указанным вше слоем воды. За 10-12 суток до убЬрки урожая подачу вода в чеки прекращает.

4. Определение основных элементов водного баланса рисовых чеков (испарения, транспирации, фильтрации) с помощью сосудов-испарителей Зайцева В.Б. сопряжено с рядом погрешностей, суммарная величина которых исчисляется 7-10 тыс.мэ/га. Эти погрешности связаны со следующими недостатками в конструкции:

а) сосуды Зайцева В.Б. не позволяют определить величину испарения с водной поверхности с учетом ее затененности растения.!:! риса;

б) не учитывают степень влияния на фильтрацию воды развития

корневой системы риса и фильтрацию воды ниже активного слоя почвы;

в) не обеспечивают идентичное?? условий развития риса в сосудах и на поле.

5. Предложены принципиально новые сосуды-испарители,. которые овободны от большинства погрешностей, имеющих место при опытах с Использованием сосудов-иопарй*ейей Зайцева В.Б. Новые сооуды-иопа-рителк имею? следующие особенйош^:

а) высота бортов согудов-ийбарйтелей выполнена изменяющейся по мере роста растений риса и обвойечивает освещеннооть солнечной радиацией почвы в сосудах в той же степени, что и на поле;

О) поверхность воды во воех Сосудах затенена раотениями практически одинаково, поэтому объемы испарения, определенные в предложенных сосудах достоверны;

в) фильтрация воды за пределы активной зоны почвы определяется о учетом влияния корневой систёмы^

6. Обоснованы местоположение и к'олячботво водовыпуоков в чек. Из рассмотренных вариантов наиболее удачнш оказался вариант встречной водоподачи из двух водовыпуоков в чек.

7. Разработанная теория гидродинамического режима поможет

' существенно по ыоить эффективности ЙЦедрения автоматизированных систем регулирования температурйо'гб, солевого, кислородного, питательного и других режимов.

Публикации по теме Диссертации: ' I. Бараев Ф.А., Каке Мадау. Рисоводство в аридной зоне //Сельское хозяйство Узбекистана. - 1988. С.56-97.

2. Кекз Мадау. Водный реаим на рисовых чеках //Сельское хозяйство Узбекистана. - 1988. -_й9. - С.55-56.

3. Бараев Ф.А., Рахшбаев Ф.М., Каке М. Рекомендации по оптимизации мелиоративных режимов я внедрению водооберегащих технологий орошения риса в УзССР. - Ташкент: УзНИИНТИ, 1990. -0.9-18. '