ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ НА ТЕРРАСИРОВАННЫХ СКЛОНАХ ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ОРОШЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В статье излагается способ освоения адырных склонов обеспечивающий гарантированную защиту почв от ирригационной эрозии, позволяющий механизировать работы по возделыванию выращиваемых культур, правильного и научно обоснованного организация орошения способствующая увеличению коэффициента использования оросительной воды.

ABSTRACT

The article presents a method for developing steep slopes that ensures guaranteed protection of soils from irrigation erosion, enables the mechanization of cultivation of crops, and involves the proper and scientifically justified organization of irrigation to increase the coefficient of water use efficiency.

Ключевые слова: адыр, террасированные склоны, ирригационная эрозия,  трубчатая  оросительная сеть.

Keywords: steep slopes, terraced slopes, irrigation erosion, pipe irrigation network.

Возделывание и орошение сельскохозяйственных культур в сложных условиях адырных земель,  на крутых и покатых склоновых землях, сопряжено с большой опасностью развития водной  эрозии почв и большими затруднениями по механизации выполняемых полевых работ.

Адыри резко возвыщающихся земли над окружающей равниной в виде вытянутых гряд характеризующихся мелькоконтурностью и разбросанностью.

Отсутствие удобных для освоения земельных площадей обусловили выполнение большого объема работ по освоению адыров Ферганской долины Республики Узбекистан. Климат Ферганской долины характеризуется сухостью, резкой континентальностью и большой продолжительностью безморозного периода. Высокая сумма температур позволяет выращивать хлопчатник, развивать субтропические культуры,  садоводство, виноградарство и бахчеводство.

Часть адырных земель, характеризующаяся крутыми склонами, освоена устройством ступенчатых террас.

Террасирование является кардинальным мероприятием по борьбе с водной эрозией почвы и наиболее эффективным способом освоения, считавшихся ранее малопригодных или вовсе непригодных адырных земель на крутых склонах. Террасирование улучшает рельеф, способствует прекращению поверхностного стока воды, достигающиеся на крутых склонах большой силы, и позволяет таким образом рационально использовать атмосферные осадки. При террасировании, наряду с созданием условий для механизации работ по уходу за насаждениями и уборки урожая, повышается возможность для правильной организации орошения в условиях крутых склонов. 

В связи с этим здесь, на первый взгляд представляется благоприятные условия для применения дешѐвой, традиционной техники бороздкового полива.  Практика применения традиционной техники и технологии полива по бороздам показала низкую эксплуатационную надежность и производительность труда поливальщиков, а также нерациональное использование оросительной воды. Это привело к тому, что, несмотря на более благоприятные условия, продуктивность террасированных склонов все еще отстает от их потенциальных возможностей.

В нашем исследовании уровень возможностей для использования экономически эффективных методов в этих областях был изучен с помощью научного и методологического анализа с учетом специфики районов со сложным рельефом. Многие ученые (Костяков, 1960; Кривовяз, 1966; Сурин, 1982) считают малоэффективными применения  капельного орошения в определенных обстоятельствах, в том числе:

• признать, что его нельзя использовать в районах со сложным рельефом, небольшими и разбросанными контурами.

Целью исследовательской работы являлось повышение уровня эксплуатации и продуктивности террасированных склонов на адырных землях Ферганской долины, путем совершенствования внутрихозяйственной оросительной сети и технологии поверхностных поливов по бороздам.

В результате исследований установлены закономерности формирования водного режима почвы на террасированных склонах при рассредоточенной подаче оросительной воды по длине борозд и гидравлического режима в элементах трубчатой оросительной сети с надземными поливными трубопроводами. На этой основе разработана конструкция низконапорной оросительной сети (Сурин, Сабитов и др., 1991), новые технологии полива и методики проектирования оросительной сети, направленные на экономию поливной воды и охрану почвы от деградации.  

Высокое давление, создаваемое естественными рельефными условиями склона гасится и поддерживается стабильное низкое давление - 0,9 ... 1,0 метра с помощью приспособлений, размещаемых для каждого ряда насаждений. Избыточный объем воды, превышающее потребность насаждений на террасах переносится в нижнюю часть склона через распределительную сеть.

Расход воды, передаваемый этими устройствами, распределяется в виде одинакового количества поливных струй  по длине борозд через отверстии разного диаметра, равномерно открытыми по длине поливных труб. Количество и расход поливных струй и расстояния между отверстиями определяются с помощью  специальных методов расчета в зависимости от длины ряда и его продольного уклона. В результате процесс полива может быть выполнен за короткое время с высоким уровнем качества. Используя технику полива, которую мы рекомендуем использовать в интенсивных садах или виноградниках на склонах адира. Потребляемая вода распределяется равномерно на очень короткие расстояния (1,5–4,0 м.) От начала до конца равномерно вдоль рядков насаждений [1]. При этом норма однократного полива заканчивается до того, как 3/4… .4 / 5 глубины борозды, заполнится водой.

Установлены  уровня воды (H) в борозде от удельного расхода воды (q¹).

Учеными (Костяков, 1960; Сурин, 1982) установлены следующие закономерности бороздкового полива:

υ  = ( υ_n- υ_u  ) e^kt + υ_u ;

где,   υ   –скорости впитывания воды в почву, м/час;

υ_n – начальная скорость впитывания воды в почву, м/час;

υ_u – установивщаяся скорость впитывания воды в почву, м/час;

e - основание натурального логорифма;

^k-  коэффициент пропорциональности движения воды по борозде, 1/ч;

t-продолжительность подачи поливной струи в борозду, ч.

X = L₀ (1- B e^kt) ;

где,   Х - длина добегании поливной струи, м;

L₀ - предельная длина добегании поливной струи, м.;

B – безразмерный параматр.

Предельная длина добегании поливной струи определяется по:

L₀ = 3.6q_б /µ χ υ_u ;

где,  q_б – расход воды подаваемой в борозду, л/с;

 µ - коэфициент учитывающий уменьшения смоченного периметра;

χ – смоченный периметр в начале борозды, м.  

На основе выше перечисленных закономерностей нами были произведены гидравлические расчеты, что позволило описывать эмпирических формул в процессе накопления воды в небольшом количестве потока и расхода а также повышение уровня воды с течением времени (Шевелев, 1984). Полевые эксперименты проводились исходя из разного (0,0016… 0,006 л/с*м) удельного расхода воды. В ходе экспериментов изучалась динамика изменения уровня воды внутри борозд .

Для проведения экспериментов была разработана технология, которая соответствовала нетрадиционному характеру поливного процесса. Одной из основных задач полевых экспериментов является наблюдение за накоплением определенного количества воды в поле. На основании графических данных, разработанных на основе полевых экспериментов, можно сделать вывод, что когда удельный расход воды в ходе эксперимента составлял 0,0015...0,005л/с*м, количество воды, соответствующее норме полива 800...1000 м³/га, составляло 0,04 ... 0,12 м.в.ст; счетчик создает давление воды; Продолжительность полива составила от 8 до 22 часа.

Используя этот процесс, стало возможным определить максимальное количество удельного расхода воды. Эксперимент, проведенный при 0,006 л/с*м удельного расхода воды, показывает, что, когда скорость орошения достигает 75-80%, объема борозды достигает своей полной емкости для данного состояния почвы;

Результаты экспериментов показывают, что предлагаемая техника полива позволяет безопасно с точки зрении ииригационной эррозии почв, качественно и в очень короткие сроки осуществляеть полив на террасированных участках.

Производственная эксплуатация предлагаемой оросительной сети показывает надёжная работоспособность и высокая эффективность её:

так, производительность труда поливальщиков в сравнении с существующей техникой полива увеличивается с 0,12 до 3…5 га/смену;

экономия оросительной воды за вегетационный период составить 2200м³/га;

обеспечивается безопасное проведение поливов и устойчивость террас;

высокий коэффициент (0,9…0,96) равномерности увлажнения почвы по длине борозды;

Значительное сокращение продолжительности полива модульного участка (3…5час.).

Список литературы:

1. Kostyakov A. N. Osnovы melioratsiy. – 1960. [in Russian]  https://elibrary.ru/item.asp?id=30498138
2. Sobitov A. U. Texnika i texnologiya poverxnostnogo polivaintensivnыx sadov na terrasirovannыx sklonax Ferganskoy dolinы. – 1991. [in Russian] https://elibrary.ru/item.asp?id=30228225
3. Surin V. A., Sabitov A. U., Zuxriddinov S. S. Texnika samotechnogo poliva na terrasirovannыx sklonax //Melioratsiya i vodnoe xozyaystvo. – 1995. – T. 4. – S. 24-26. [in Russian] https://scholar.google.ru/scholar?cluster=145388531084886305&hl=ru&as_sdt=2005&sciodt=0,5
4. SURIN V. A., SOBITOV A. U., ZUXRITDINOV S. S. Orositelьnaya sistema. – 1991. [in Russian] https://elibrary.ru/item.asp?id=40642952
5. Ubaydullayevich S. A. et al. Non-traditional irrigation of terraced adyr slopes in the conditions of the fergana valley //PalArch's Journal of Archaeology of Egypt/Egyptology. – 2020. – Т. 17. – №. 6. – С. 3340-3348.  https://archives.palarch.nl/index.php/jae/article/download/1320/1357
6. Xakimov A., Karabaev A., Sabitov A. Substantiation of reclamation regimes of irrigated lands in the saz zone of the Fergana Valley //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing, 2023. – Т. 2612. – №. 1. https://pubs.aip.org/aip/acp/article-abstract/2612/1/020036/2879794