Öntözés

Az öntözés (öntözés) a nedvességhiányos táblák vízzel való ellátása, és annak készleteinek növelése a talaj gyökérrétegében a talaj termékenységének növelése érdekében . Az öntözés a vízelvezetéssel együtt a melioráció fő típusa - hidrotechnikai [1] . Az öntözés javítja a növényi gyökerek nedvesség- és tápanyagellátását, csökkenti a felszíni levegőréteg hőmérsékletét és növeli annak páratartalmát .

Történelem

Az öntözés már az ókorban elérte azt a művészet szintjét, amelyen egész országok jóléte alapult. A Biblia sok helyen említi a mezőket nedvesítő víz megtartását . Az Eufrátesz és a Tigris közötti terület már a legmélyebb ókorban is híres volt a szisztematikus öntözéssel elért mezőgazdasági fejlődésről. Ősidők óta voltak példák öntözőberendezésekre az ókori kultúra országaiban: Kínában , Indiában és Egyiptomban , valamint az Újvilágban - az aztékok eltűnt királyságának területein . Az egyiptomiak nem elégedtek meg a Nílus időnkénti megáradásával, hogy megtermékenyítsék szántóikat; vizei pedig kiterjedt csatornarendszer segítségével minden termékeny vidékén keresztül a sivatag szélére vitték. Ezt követően itt áttértek a vízlapátkerekekre , amelyek magasba emelték a vizet [2] .

Európában az öntözés terén a legrégebbi mesterek az etruszkok . Az Adige és a Pó közötti csatornák hatalmas maradványai ma is arról tanúskodnak, hogy ezek az emberek milyen gigantikus építményeket készítettek kizárólag a szántóföldek öntözése céljából. Az ujgurok komplex öntözőberendezéseket hoztak létre, amelyek életet adtak Kelet-Turkesztán sivatagos vidékeinek. Művészetüket a rómaiaknak adták . Utóbbiak nagyra értékelték a vizet, és ma is szembetűnőek a hidraulikus építményeik: megemelt medencék, vízcsatornák, mesterséges tavak és tavak, a források kiváló kidolgozása és egyéb, a jó víz szállítására tökéletes eszközök [2] .

Az öntözőberendezések Lombardiában fejlődtek a legszélesebb körben . A 20. század elejére a terület öntözőcsatornáinak hálózata, amely a rómaiak idejétől fejlődött és fejlődött, a XX . Ennek az ősi mesterséges vízfolyásokat is magában foglaló hálózatnak a fő csatornáit a középkor elején részben szerzetesek, részben Milánó , Cremona és mások Visconti , Sforza , Pallavicino uralma alatt építették , ill. Mantova régiója a Gonzaga -dinasztia által . Vettalia legrégebbi csatornája 1057 -ben épült . Már 1216 -ban megjelent Milánóban a vízhasználatról szóló rendeletek gyűjteménye, amelyet később továbbfejlesztettek és az 1747 -es öntözési törvény alapjául szolgáltak . A 11. században a Chiaravalle-i apátság szerzetesei több mint 8000 hektár öntözött rétet birtokoltak, és eladták fölösleges vizüket. Mennyiségének meghatározásához speciális vízmérőket használtak , amelyekben a vizet egy bizonyos lyukon (0,029 m²) vezették át állandó nyomáson (0,10 m). Egy perc alatt 2,1835 m³ folyik át egy ilyen nyíláson, amit milánói unciának neveznek. Ezt követően a víz uncia helyett más eszközöket és műszereket kezdtek használni az áramlás mérésére, amelyeket Soldati, a 16. századi első ilyen eszköz feltalálója óta moduloknak [2] neveznek .

Lombardiából a 18. századi német katonák magukkal hozták az öntözés művészetét az alsó-Rajna vidékére, ahol Siegen városának környékén különösen fejlesztették és megerősítették az öntözőberendezéseket , e város polgármesterének erőfeszítéseinek köszönhetően . Dresler, 1750 körül. Spanyolországban az öntözést a mórok vezették be , akik munkájával Valencia víztelen környéke csodálatos termékenységű területté változott. A spanyolországi mórok hidraulikus építményeinek romjai máig lenyűgöznek nagyszerűségükkel. A mauritániai öntözőberendezések nemcsak technikai, hanem jogszabályi és szervezési szempontból is példaként szolgáltak, hiszen itt volt az öntözés legősibb nyilvános felhasználási formája. A mórok alárendeltségébe tartozó tartományokat öntözőterületekre osztották, amelyekhez a szükséges vízmennyiséget a hegyi patakok és folyók nyári elzárásával biztosították. Ehhez nagy gátakat építettek. Az így kialakított tározókból főcsatornákon hordták ki a vizet, és azokból mellékcsatornák ágaztak el, amelyekből kanalas liftekkel kanalazták ki az egyes szakaszok öntözéséhez szükséges vizet. Mindegyik öntözött parcellára pontosan kiszámítottuk a szükséges vízmennyiséget. Használatát szigorúan szabályozták, a felesleges víz kibocsátásáért bírságot szabtak ki. A víz áramlásának szabályozására mutatós vízmérőket használtak. Spanyolország egyes részein ezek az eszközök a mai napig fennmaradtak. Franciaországban nagy öntözőrendszerek találhatók a Loire és Garonne völgyében , valamint Savoy , Haute-Savoie , Bouches-du-Rhone , Hérault , Gard és mások megyéin. Anglia az éghajlat adottságaiból adódóan kevés öntözést igényel, de néhol hatalmas területek is vannak, ahol mesterséges öntözést alkalmaznak, például az 1690-1700 - ban létrehozott Wiltshire -ben a legősibb öntözőberendezések egy kb . kb 15-20.000 hektár. 1743-ban Jennings létrehozta az első colmatage réteket a York melletti Howdenben .

Alapvető információk

Az öntözés a hidromeliorációt jelenti, amely a talaj vízháztartásának hosszú távú javítását célzó intézkedések sorozata a termőképesség növelése érdekében. A hidromeliorációt mérnöki hidraulikus építmények építésével hajtják végre , amelyek segítségével a terület vízjárásának kiszámított megváltoztatását vagy szabályozását hajtják végre. Ha vízkészletekben szegény területen kell öntözést végezni, akkor először öntözni kell a területet , mivel az öntözéshez szükséges vízmennyiség folyamatos szállítása rendkívül nem hatékony és költséges lenne. Az öntözés segítségével a víz áramlását természetes lefolyás biztosítja, amely lehetővé teszi a jövőben közvetlenül öntözőrendszerekben történő felhasználását.

Hatékony az öntözés másfajta meliorációval együtt, például agroerdészettel, amely magában foglalja a védőerdősávok és -parcellák kialakítását. Ugyanakkor nemcsak a talajviszonyok javulását lehet elérni, hanem a mikroklimatikus viszonyok javulását is, amikor a helyi nedvességciklus összességében javul [3] . A száraz területeken előfordulhat, hogy csak a talaj nedvessége nem elegendő, mivel a száraz szél hatására a növények felületéről a párolgás megnövekszik, és a gyökérrendszerből való feltöltődés mértéke nem elegendő, ami hervadáshoz vezet. Megjegyezheti az olyan típusú rekultivációt is, mint a sótalanítás, amely a káros sók talajból történő eltávolításából áll, és a termikus rekultiváció, amikor a növényeket meleg vízzel öntözik.

Általában az öntözést az éghajlati viszonyoknak megfelelően sokféle területen alkalmazzák. Nyilvánvaló, hogy a legnagyobb öntözési igény a forró, száraz éghajlatú régiókban figyelhető meg ( száraz éghajlat ), amelyet alacsony csapadékmennyiség (200-300 mm évente) jellemez. A nedvességindex (az éves csapadék és a potenciális párolgás aránya) kisebb, mint 0,33, a párolgási hiány (a tenyészidőben lehetséges párolgás és a produktívan felhasznált csapadék különbsége) pedig meghaladja az 5000 köbmétert hektáronként. Oroszországban az Astrakhan régió területe ilyen földeknek tulajdonítható . Ez az éghajlat Közép-Ázsia államaira jellemző , ahol a fő öntözéssel termesztett növény a gyapot .

Az öntözés a szubszáraz területeken is nagyon hatékony. Számukra a nedvességindex kisebb, mint 0,77, a párolgási hiány 2000-5000 m³ hektáronként. Az ilyen területeken kedvezőbb az éghajlat, mint a száraz éghajlati övezetekben, de néhány évente egyszer előfordul itt száraz időszak, ami nagy károkat okozhat a mezőgazdaságban. Az öntözés itt némileg eltérő szerepet játszik, nem annyira a növekedési lehetőségek megteremtését szolgálja , hanem az évek során elért termelési volumen ingadozásainak kiegyenlítését és a hatékonyabb földhasználatot az évente többszöri betakarítás lehetőségével. Meghatározó termények a takarmány és a gabona [4] .

A helyi helyzettől függően különböző öntözési módok lehetségesek. Először is, a teljes földterület öntözhető, ami jellemző a száraz éghajlatra, valamint egyes növények egyes parcellái, ami jellemző a nedvesebb éghajlati régiókra. Másodszor, évente egyszer végezhető az öntözés (ún. firth öntözés), melynek során a talajban megteremtik a szükséges vízkészletet, amelyet a növények egész évben felhasználnak, illetve az öntözést folyamatosan végezhetjük [5] .

Öntözési rendszer

Az öntözés feladata az öntözési munkák maximális hatékonyságú elvégzéséhez szükséges vízmennyiség meghatározása. Ehhez figyelembe veszik mind a helyi éghajlati viszonyokat, mind az öntözött növények fajtáját és az ehhez szükséges feltételeket a maximális növekedéshez és a vízmennyiséghez a különböző növekedési időszakokban. Ismernie kell egy adott kultúra fejlődési fázisait, és minden fázishoz biztosítania kell a szükséges feltételeket. A következő növekedési fázisok különböztethetők meg: csírázás, száradás, virágzás és érés. A gabonanövények esetében a legvízigényesebb a száradási szakasz, míg például a gyapot esetében a virágzási szakasz.

Megkülönböztetik az öntözési arányt - egy mezőgazdasági növény által egy öntözéshez szükséges vízmennyiséget - és az öntözési arányt - az öntözési időszak teljes vízmennyiségét. A vízfogyasztási együttható a növények által termésegységre jutó vízmennyiség [6] .

Öntözőrendszerek

Öntözőrendszer - az a terület, ahol az öntözést biztosító hidraulikus (vízbevezető és vízi építmények, csatornák, csővezetékek ) és üzemi (utak, hidak) építmények találhatók, nyitott és zárt. [7] Az öntözőrendszerek általában több összetevőből állnak [8] [9] :

Vízforrás - folyó, tó, tározó, kút, amely biztosítja a szükséges vízmennyiséget
Vízbevezető szerkezet - szabályozza a rendszerbe történő vízbevitelt
Lineáris vízszállító eszközök hálózata - csatornák, tálcák, csővezetékek
Öntözőhálózat és -berendezések - közvetlenül öntözőcsíkok, barázdák, csekkek, rétegek, öntözőgépek és -berendezések
Vízelvezető és szennyvízelvezető hálózat - a felszíni lefolyás összegyűjtésére és a telephelyről történő elvezetésére
Vízelvezető hálózat - a talajvíz szintjének szabályozására és a sók eltávolítására
Segédberendezések - a víz nyomásának, áramlásának és térfogatának szabályozására, tisztítóberendezések stb.
Infrastruktúra - utak, erdősávok, áramszolgáltató létesítmények, ipari és lakóépületek, tároló tavak stb.

Ennek megfelelően az öntözőrendszerek többféle típusa különböztethető meg az alkalmazott alkatrészektől függően. Például, ha szivattyútelepeket használnak vízbevezető szerkezetként, akkor a rendszer mechanikus vízemelővel működik, ellentétben a gravitációs rendszerrel. A nyitottság típusa szerint megkülönböztethetünk nyitott rendszereket, ahol csatornákat és tálcákat használnak, és zárt rendszereket, ahol csővezetékeket használnak. Ezenkívül a rendszerek különböznek az öntözés módjában is: felszíni öntözés, permetezés, rizs, fenyő, csepegtető vagy altalaj öntözés.

Talajnedvesség

A talajnedvesség tulajdonságainak tanulmányozása és előrejelzése az öntözés egyik legfontosabb feladata, hiszen az öntözést éppen annak szabályozására szánják. A talajnedvesség a föld felső rétegében található nedvességre utal a levegőztetési zónán belül . A talajnedvességet jellemző kulcsparaméter a mobilitása, melynek értékétől függően a talajnedvesség kristályosodásra, szilárdra (jégre), gőzre, erősen kötöttre, lazán kötöttre és szabadra oszlik. Az öntözés feladata egy bizonyos páratartalom megteremtése, amely biztosítaná az ezen a területen elvetett növény maximális termését. Ugyanakkor többféle talajnedvesség-típust különböztetnek meg, ami lehetővé teszi tulajdonságainak a lehető legpontosabban kiszámítását:

A maximális higroszkóposság lehetővé teszi, hogy megbecsülje, mennyi nedvességet képes megtartani a talaj, mielőtt az abszorpciós folyamat leáll.
A legkisebb nedvességkapacitás azt mutatja meg, hogy mennyi víz marad a talajban a gravitációs víz elvezetése után.
A teljes vízkapacitás határozza meg a talaj maximális nedvességtartalmát.
Hervadási páratartalom – olyan páratartalom, amelynél egy bizonyos növény által a nedvesség talajból történő asszimilációs folyamata leáll, és megkezdődik a hervadás folyamata ; ez a tulajdonság nemcsak a talaj típusától, hanem a termésváltozattól is függ.

A talajba való vízfelvétel sebességét a [10] képlettel határozhatjuk meg :

{\displaystyle u=\alpha Kt^{\alpha -1))

ahol

$u$ — abszorpciós sebesség, mm/perc.
$\alpha$ — redukciós paraméter
$K$ egy olyan paraméter, amely rendelkezik az abszorpciós sebesség dimenziójával
$t$ - a felszívódás kezdetétől számított idő

Ennek a kifejezésnek az integrálásával egy réteg felszívódott nedvességet kaphat időben : $t$

{\displaystyle H=Kt^{\alpha ))

Az öntözési erózió folyamatának megelőzése érdekében szükséges, hogy minden beérkező nedvességet felszívjon a talajba.

Egyes talajok vízleadó tulajdonságainak értékelésére a vízveszteségi együtthatót használhatjuk, amely megegyezik a talajból szabadon kiáramló víz és a talaj térfogatának százalékban kifejezett arányával. A vízveszteségi együttható értékei 0,01-től az agyagok és 20-ig terjednek a finom homok esetében.

Öntözési módszerek

Az öntözés fő módjai a következők:

barázdás öntözés szivattyúval vagy öntözőcsatornából származó vízzel;
víz permetezése speciálisan lefektetett csövekből;
aeroszolos öntözés - apró vízcseppekkel történő öntözés a légkör felszíni rétegének hőmérsékletének és páratartalmának szabályozására;
altalaj (talajon belüli) öntözés - a föld öntözése vízellátással közvetlenül a gyökérzónába;
A firth öntözés a talaj egyszeri, mély, tavaszi megnedvesítése helyi lefolyóvízzel.
permetezés - öntözés önjáró és nem önjáró, körkörös vagy frontális rendszerekkel.

Öntözés különböző országokban

A mezőgazdaság a világ legnagyobb vízfogyasztója. Az édesvíz mintegy 70%-át a mezőgazdaságban használják fel. Ázsia és Afrika száraz vidékein az édesvíz 90%-a elérhető. Európa egészében ez az arány 35%.

Az öntözött területek a világ teljes mezőgazdasági területének körülbelül 16%-át teszik ki, de a teljes termés körülbelül 40%-át adják. Ennek a területnek körülbelül 68%-a Ázsiában, 17%-a Amerikában, 9%-a Európában, 5%-a Afrikában és 1%-a Óceániában található. A legnagyobb összefüggő területek nagy öntözési sűrűséggel a következők:

Észak- és Kelet-Indiában és Pakisztánban a Gangesz és az Indus folyók mentén.
A Haihe, Huanghe és Jangce folyók medencéjében Kínában.
A Nílus mentén Egyiptomban és Szudánban
A Mississippi-Missouri folyó medencéjében, a Dél-Alföldön és Kalifornia egyes részein az USA-ban.

2012-re az öntözött területek területe körülbelül 3 242 917 km2-re nőtt, ami majdnem India nagysága.

Az ország öntözött területe 2003-ban
10 millió hektártól
millió hektár

Ország	Négyzet
India	57
Kína	54
Pakisztán	19
Ázsia	188
USA	22
Egyéb	67
Teljes	277

Öntözött földterület
a világ kiválasztott országaiban
( az 1990- es évek végén ),
millió ha

Ország	Négyzet	Ország	Négyzet
Kína	59.3	Japán	2.5
India	60.9	Spanyolország	3.41
USA	24.74	Olaszország	2.67
Pakisztán	19.42	Egyiptom	3.65
Oroszország	4.5	Brazília	4.45
Indonézia	5.3	Argentína	1.65
Mexikó	6.2	Irak	3.525
Üzbegisztán	4.223	Bulgária	0,588
Románia	1.5	Dél-Afrika	1.67

Negatív környezeti hatások

A melioráció megszervezésének hibáival az öntözött mezőgazdaság negatív környezeti következmények egész láncolatát okozhatja. A főbbek a következők:

öntözési erózió ;
a talajok mezőgazdasági öntözési kulturális horizontjának felhalmozódása ;
a talaj és a talaj másodlagos szikesedése ;
a talaj és a talaj vizesedése;
felszíni és felszín alatti vizek szennyezése ;
folyók sekélyítése ;
a terep süllyedése.

A másodlagos szikesedés a száraz éghajlaton a talajöntözés egyik fő következménye [11] . Összefügg a mineralizált talajvíz földfelszínre való emelkedésével. A sókat tartalmazó talajvíz intenzíven párologni kezd, aminek következtében a talaj túlzott mennyiségű sóval telítődik. Az öntözött mezőgazdaság akut ökológiai problémája a felszíni és felszín alatti vizek szennyezése. Ez a talaj öntözésének és a talaj sótalanításához használt víznek az eredménye . Az öntözésre használt folyók többsége 0,2-0,5 g/l sótartalmú. Jelenleg mineralizációjuk 10-szeresére nőtt, ami a másodlagos sótartalom növekedéséhez vezetett. A talaj és a víz szikesedésének problémáit súlyosbítja az ásványi műtrágyák használata .

A negatív környezeti hatás minimálisra csökkentése az öntözés megfelelő tervezésével és megvalósításával lehetséges, mivel a legtöbb hiányosság nem szervesen benne rejlik [12] .

Öntözési megvalósíthatósági tanulmány

Az öntözési intézkedések gazdasági hatékonysága attól függ, hogy az öntözési tevékenységből származó többletbevétel meghaladhatja-e a megvalósítás költségeit. Ennek megfelelően információval kell rendelkezni arról, hogy mennyi pénzt kell befektetni a rekultivációs rendszer kiépítésébe, reprezentálnia kell a kapott többlet termelési mennyiséget, valamint ki kell számítani magára a mezőgazdasági termékek előállítására fordított kiadások összegét. .

Figyelembe kell venni, hogy az öntözőrendszerekbe történő tőkebefektetések volumene nem csak magukra a rendszerekre szánt forrásokat tartalmazza, hanem a megfelelő infrastruktúra létrehozására, például a mezőgazdasági úthálózat kialakítására, villamosításra, további épületek építése a termelési igényekre és a kiszolgáló személyzet elhelyezésére stb. [13] .

Az öntözőrendszerek bevezetésével az éves termelési költségek nőnek. A szokásos trágyázási, vetési, betakarítási és terményszállítási költségeken túlmenően maguknak az öntözőrendszereknek a karbantartására is vannak költségek, amelyek magukban foglalhatják a munkavállalók fizetésének költségeit, a berendezések értékcsökkenését , további földmunkákat (például csatornák tisztítását). , ideiglenes öntözőhálózatok vágása), öntözéshez.

Ezzel kapcsolatban az öntözőrendszerek bevezetése előtt alapos elemzésre van szükség, amelyhez gazdasági számítások és több lehetőség műszaki-gazdasági összehasonlítása társul [13] . Ehhez szükség lehet az öntözésre javasolt földterületek típusaira és területeire vonatkozó adatokra, meliorációs állapotuk felmérésére, a domborzati tervek és talajszelvények összeállításához a domborzat geodéziai felmérésére, a talajok fizikai és kémiai összetételére vonatkozó adatokra, geológiai adatokra a talaj alapjait és a felszín alatti vizek szintjét.

A nagyszabású öntözőrendszerek kialakításához szakosodott tervezőintézetek részvétele és tudományos támogatás szükséges mind a jelentős költségek, mind a térség természetére és lakosságára gyakorolt esetleges kardinális hatás miatt. A melioráció bevezetéséből a maximális hasznot a mezőgazdasági ipar általános fejlesztésével lehet kihozni, amikor bevezetik a korszerű mezőgazdasági eszközöket, jön létre a professzionális dolgozói állomány, fejlődik a vidéki szociális szféra [14] .

Az öntözés szabályozási és műszaki támogatása az Orosz Föderációban

Jelenleg az öntözőrendszerek építésével, üzemeltetésével és karbantartásával kapcsolatos munkát építési szabályzatok és előírások (SNiP) szabályozzák a kapcsolódó szabályozási és módszertani dokumentumokkal (részlegi építési szabályzatok (VSN), SNiP kézikönyvek, iránymutatások, amelyek többsége rendelkezik állami szabályozás óta megőrizték A feladat a modern követelményeknek és a helyzetnek egyaránt megfelelő, a Nemzetközi Szabványügyi Szövetség (ISO) követelményeinek megfelelő új szabványok megalkotása. tudományos és módszertani alapot dolgozzon ki olyan nemzeti szabványok megalkotásához, amelyek az öntözési tevékenységeket általában a melioráció szerves részeként szabályoznák [15] .

Lásd még

Jegyzetek

↑ Melioráció, 4. o
↑ 1 2 3 4 A. S. Tanenbaum. Öntözés // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
↑ Melioráció, 5. o
↑ Melioráció, 47-49
↑ Kolpakov V. V., Sukharev I. P., 35. o
↑ Kolpakov V.V., Sukharev I.P., 38-39.
↑ Szovjet enciklopédikus szótár. Glavred A. M. Prokhorov. 4. kiadás. 1988. old. 940
↑ Melioráció, 55. o
↑ Kolpakov V. V., Sukharev I. P., 77. o
↑ Melioráció, 43. o
↑ Száraz, forró, nagy napi hőmérséklet-ingadozásokkal, a trópusok és szubtrópusok éghajlata, a sivatagokra és a félsivatagokra jellemző .
↑ Melioráció, 9. o
↑ 1 2 Melioráció, 304-313
↑ Melioráció, 8. o
↑ "Reklamáció: tegnap, ma, holnap" magazin. 2011. 1. sz

Irodalom

Melioráció / N. S. Erkhov, N. I. Ilyin, V. S. Misenev. - 2. kiadás, átdolgozva. és további — M.: Agropromizdat, 1991. — 319 p.: ill. ISBN 5-10-000840-7 .
Kolpakov V. V., Sukharev I. P. Mezőgazdasági melioráció / Szerk. I. P. Szuharev. - M .: Kolos, 1981. - 328 p., ill.
Cheremisinov A. Yu., Burlakin S. P. Mezőgazdasági melioráció: Tankönyv. - Voronyezs: FGOU VPO VSAU, 2004. - 247 p. ISBN 5-7267-0365-0 .

Linkek

Tanenbaum A.S. Irrigation // Brockhaus és Efron enciklopédikus szótára : 86 kötetben (82 kötet és további 4 kötet). - Szentpétervár. , 1890-1907.
Öntözés / A. N. Tyihonov // Nagy Szovjet Enciklopédia : [30 kötetben] / ch. szerk. A. M. Prohorov . - 3. kiadás - M . : Szovjet Enciklopédia, 1969-1978.

Szótárak és enciklopédiák

Bibliográfiai katalógusokban
BNF : 119321398 GND : 4006306-9 J9U : 987007291846205171 LCCN : sh00006268 NDL : 00568646 NKC : ph137538 , ph116808