Основні джерела зрошення та обводнення
Залежно та умовами формування водного режиму, отже, характеру гідрографа, і навіть рельєфних умов водозбору річки ділять на рівнинні і гірські.
Рівнинні річки мають малі ухили і займають нижчу становище стосовно навколишньої території. Зрошення з рівнинної річки зазвичай проводиться за допомогою насосних станцій або пристрою греблі.
Води основних рівнинних річок (Волга, Дон, Дніпро та ін.) прісні, містять мало наносів, живляться за рахунок ґрунтових вод та опадів. Найбільша витрата проходить по них навесні в період танення снігів, коли потреба в зрошенні незначна. Використовувати ці паводкові води можна шляхом влаштування водосховищ, вода з яких у літню пору використовується для зрошення та обводнення. Різновид рівнинних - степові річки. Джерелом харчування їм служать переважно зимові атмосферні опади. Максимальні витрати у степових річках спостерігаються навесні, скорочуючись до нуля у літній період. Для використання їх стоку необхідно споруджувати водосховища. Гірські річки мають великі ухили, містять значну кількість наносів (до 4 кг/м 3 ), живляться за рахунок снігів і льодовиків, тому основна повінь на них буває в спеку року - влітку, що дозволяє найбільш повно використовувати їх на зрошення без будівництва водосховищ.
При зрошенні з річки з незарегульованим стоком порівнюють гідрограф річки 85. 90% забезпеченості з витратами, необхідними для зрошення. Якщо окремі періоди Витрати зрошення рівні витрат річки, то забезпечити зрошувальну систему водою самопливом можна лише за греблі водозаборе. Якщо витрати на зрошення перевищують витрати в річці, то влаштовують регулюючі водосховища аборезервуари. Залежно від тривалості накопичення води та подальшого її використання регулювання може бути добовим, тижневим, сезонним (річним), багаторічним.
Добове та тижневе регулювання застосовують найчастіше при використанні підземних вод, коли в нічний час воду накопичують у резервуарах чи басейнах, а вдень забирають на зрошення чи водопостачання. Сезонне чи річне регулювання полягає у перерозподілі стоку протягом одного року. Для цієї мети на річці створюють водосховище, в якому в період паводку стік повністю або частково затримується, і використовують його в період поливу. Сезонне регулювання застосовують у тому випадку, коли річне споживання води менше від річного стоку розрахункової забезпеченості (70. 97%).
Багаторічне регулювання стоку застосовують у випадках, коли споживання води перевищує стік розрахункової забезпеченості. При цьому воду запасають у водосховище у багатоводні роки, а використовують на зрошення та обводнення у маловодні роки.
При сезонному регулюванні стоку обсяг водоймища приймають рівним 20. 70%, а при багаторічному - 120. 170% середньорічного стоку.
Регулююче водосховище розташовують на річці або осторонь неї з живленням річковою водою через канал, що підводить (рис. 2.52). Вони можуть наповнюватися по каналу, що підживлює водою весняного стоку річки і водою, що стікає з водозбірної площі. Водосховища, розташовані осторонь річки, отримують лише частину річкових наносів, тому вони менше замуляються.
Мал. 2.52 - Схеми розташування регулюючих водоймищ:
1 – магістральний канал; 2 - канал, що підводить; 3 - канал живлення; 4 - водосховище
Зрошення підземними водами.
Зрошення підземними водами широко розвинене в окремихкраїн світу. У підземними водами зрошується 40%, а Індії - 30% зрошуваних земель. У СНД підземними водами поливають близько 10% зрошуваної площі, переважно на півдні України, у Вірменії, Азербайджані, Туркменії.
Підземні води поділяються на верховодку, ґрунтові та артезіанські.
Верховодка -тимчасовий водоносний горизонт, що утворюється на лінзах і прошарках слабопроникних порід при просочуванні атмосферних опадів, поверхневих та поливних вод.
Грунтові водизалягають на першому від поверхні землі водонепроникному або слабопроникному водоупорі.
Артезіанські водизалягають у водопроникних ґрунтах, укладених між водонепроникними шарами і знаходяться під натиском. В артезіанських свердловинах рівень води піднімається вище відмітки розтину і часто вищий за поверхню землі. Зустрічаються вони найчастіше в передгірних районах і в межах рівнинних западин. Зазвичай, ці води слабко мінералізовані і мають дебіт 25. 100 л/с і більше.
Для зрошення придатна вода із температурою не нижче 14 °С.
По мінералізації підземні води ділять на прісні (до 1 г/л), слабомінералізовані (1. 3 г/л), солонуваті (3. 10 г/л), солоні (10. 25 г/л), сильно солені (25. 50) г/л), і розсоли (понад 50 г/л). За своїм хімічним складом вода має бути доступна для рослин і не викликати засолення та осолонцювання ґрунту. Хімічний склад визначають з допомогою аналізів. Придатність води для зрошення оцінюють за загальною мінералізації, вмістом натрію та співвідношенням його з кальцієм і магнієм.
При використанні для зрошення солонуватих та солоних вод їх слід розбавляти прісними та поливати тільки добре дреновані ґрунти, застосовуючи промивний режим зрошення.
Переваги використання підземних вод для зрошення - отримання водина місці без будівництва дорогих водозабірних та провідних споруд. Однак не завжди підземні води годяться для поливів через дрібний дебіт і високу мінералізацію. Для зрошення придатні води з дебітом свердловин щонайменше 15 л/с.
Типи водозабору для зрошення залежить від характеру підземних вод. У передгірських районах ґрунтові води можна вивести на поверхню за допомогою горизонтальних підземних галерей. При заляганні підземних вод
Мал. 2.53 - Схеми шахтного (а) та трубчастого (б) колодязів: 1 - шахта; 2 – кріплення шахти; 3 – водоносний шар; 4 - водоприймальна частина; 5 - водоприймальні отвори; 6 - донний фільтр; 7 - оголовок; 8 - гирло колодязя; 9 – експлуатаційна колона; 10 - фільтр (робоча частина); 11 – відстійник; 12 - надфільтрова труба із сальником
Зрошення підземними водами має такі особливості: незначний дебіт свердловин; у воді відсутні наноси; температура води нижче 12 ° С; вододжерело розташоване поряд з зрошуваною ділянкою, площа якої зазвичай становить 15. 100 га.
Як показав досвід, при зрошенні підземними водами найбільше доцільно створювати великі зрошувані ділянки площею 400. 600 га. Для повного використання підземних вод та збільшення площі зрошення необхідно влаштовувати регулюючі резервуари (басейни) добового та сезонного регулювання. Якщо обсяг води, який дає свердловина або група свердловин, більший за обсяг води, необхідного для зрошення за той же період, то влаштовують резервуари добового регулювання, що наповнюються в перервах між поливами.
Якщо добовий об'єм води зі свердловини або групи свердловин менший за добову витрату води, необхідної для зрошення, то споруджують резервуари сезонного регулювання.
Регулюючі резервуари дозволяють не лише збільшити розміризрошуваної площі, а також аерувати і підігрівати підземні води перед поливом. При великій ємності регулюючі басейни перетворюють на великі водосховища річного регулювання.
З метою охорони від виснаження, заповнення запасів здійснюють штучне поповнення запасів підземних вод з допомогою самопливної чи напірної інфільтрації.
Самопливна інфільтрація передбачає: затоплення обвалованої площі; будову спеціальних басейнів з водопроникним дном та густою мережею дрібних каналів; використання русел постійних та тимчасових водотоків, вироблених шахт, кар'єрів.
Зрошення місцевим стоком
Місцевий стік утворюється за рахунок весняних талих та зливових вод, що стікають з водозбірних площ у потяги, лощини, балки, яри та річки, а також у озера та замкнуті пониження.
У великих і посушливих степах північної частини Казахстану, Поволжя, західної степової частини Сибіру місцевий стік є єдиним і найнадійнішим джерелом зрошення та обводнення.
Найбільш ефективним є комплексне використання місцевого стоку та підземних вод, коли залежно від ґрунтових, гідрологічних умов та рельєфу місцевості створюються ставки та водосховища, здійснюються агротехнічні прийоми, що затримують місцевий стік безпосередньо на полях, одночасно вирішуються завдання водопостачання, обводнення та риборозведення.
І тому становлять басейнові схеми комплексного використання вод місцевого стоку. Під час упорядкування схеми розраховують баланс водних ресурсів басейну на розрахунковий рік. Споживання води підраховують відповідно до кількості водоспоживачів та норм водоспоживання. Приплив води знаходять гідрологічним розрахунком. Корисний об'єм води, що може бути використаний водоспоживачами,визначають для конкретних умов басейну водогосподарськими розрахунками відповідно до норм проектування.
Вибір місця для ставка, споруд та зрошуваної ділянки. Ставком вважається водоймище, що утворюється греблею, ємність якого не перевищує 2 млн. м 3 . Водойми, що створюються греблями, але мають велику ємність, називають водосховищами; вони є більш капітальним комплексом споруд.
Для проектування ставків проводять необхідні польові пошуки. Гідрологічні дослідження проводять для з'ясування природного режиму водотоку, зміни рівнів та витрат води, режиму наносів та зимового режиму, визначення водозбірної площі.
Ставок розташовують на невеликій відстані від основного споживача. При використанні води для зрошення необхідно, щоб положення створу греблі забезпечувало самопливну подачу води на зрошувану ділянку. Якщо самопливний забір води з ставка неможливий, то положення створу греблі вибирають таким чином, щоб довжина напірного трубопроводу, що подає воду від насосної станції до ділянки, що зрошується, і висота підйому води були найменшими. У процесі гідрологічних розрахунків викреслюють топографічну характеристику водойми (рис. 2.54), визначають потребу господарства у воді, характерні обсяги води у ставку та відповідні їм позначки рівнів, а також скидну витрату.
Мал. 2.54 - Характеристики ставка:
а -основні елементи ставка;б -схема для підрахунків обсягів ставка;
в -топографічна характеристика ставка