Оросительная норма и гидромодуль риса

Оросительная норма риса зависит от продолжительности вегетации применяемых сортов и от климатических, почвенно-мелиоративных и гидрогеологических условий.

Величина оросительной нормы , мм или м³/га, определяется уравнением водного баланса рисовой карты:

, (1)

где - испарение с водной поверхности чеков, мм или м³/га;

- транспирация растениями риса, мм или м³/га;

- осадки за вегетационный период, мм или м³/га. (Учитывают только для районов Дальнего Востока по году 75 % вероятности превышения при коэффициенте их использования 0,3-0,5);

- количество воды, затрачиваемое на насыщение почвогрунта, мм или м³/га;

- количество воды на вертикальную фильтрацию в глубь почвы, мм или м³/га;

- количество воды на фильтрационный отток в водоотводящую сеть и под соседние неорошаемые территории, мм или м³/га;

- количество воды на создание проточности, мм или м³/га;

- количество воды, планируемое на частичные сбросы во время кущения, при подкормке, при осенней подсушке, мм или м³/га;

- количество воды на неплановые сбросы, вызываемые неисправностью оросительной сети и сооружений, мм или м³/га.

Создание слоя затопления в отдельную статью расходной части водного баланса не выделяют - сработка этого слоя происходит за счет испарения и транспирации, фильтрации, поверхностных сбросов, учтенных другими расходными статьями.

В формуле скобками выделены три составляющие оросительной нормы: климатическое (испарение, транспирация и эффективные осадки), гидрологическое (насыщение почвогрунта, вертикальная фильтрация и горизонтальный отток) и технологическое (проточности и сбросы).

Климатическая часть определяется географическим положением местности. Транспирация - это полезная статья расхода воды и регулированию не подлежит, так как с ее увеличением растет урожай, а испарение можно уменьшить на 60-80 % искусственными приемами, например, покрыв поверхность воды тонкой пленкой определенного органического состава (высшими спиртами, моноксиэтиленовым докозаполовым эфиром и др.).

На рисовых системах, имеющих протяженные тракты водоподачи, не всегда возможно оперативно прекратить подачу воды при начавшихся осадках. Решение задачи полного использования осадков позволило бы сократить оросительную норму на 10-20 %.

Гидрологическая часть зависит от природных условий орошаемого массива. Объем насыщения почвогрунта определяется мощностью промачиваемого слоя (расстояния до водоупора или уровня грунтовых вод) и его скважностью. Уменьшить фильтрацию можно, прикатав поверхность чека перед затоплением и уменьшив разницу отметок соседних чеков (террасность).

Технологическая часть оросительной нормы в основном зависит от уровня технической культуры хозяйства и наиболее доступна для регулирования. В целях экономного и продуктивного использования оросительной воды рекомендуется заменить водный режим с постоянной проточностью на режим с трех-, четырехкратным полным обменом воды на чеках.

Фактические средние значения оросительных норм в различных зонах рисосеяния Российской Федерации изменяются от 10 до 25 тыс. м³/га.

В технических и рабочих проектах составляющие оросительной нормы риса определяются следующим образом: величину первоначального насыщения , мм или м³/га, для проектных условий при глубине залегания грунтовых вод 1-3 м определяют по формуле:

, (2)

где - толщина слоя почвогрунта от поверхности до среднего уровня грунтовых вод перед поливом или до водоупора, м;

- средняя скважность (пористость) слоя почвогрунта, % (обычно 35-50 %);

– коэффициент, учитывающий предполивную влажность слоя почвогрунта, (обычно 0,25 - 0,3).

Величину транспирации, испарения, боковой и вертикальной фильтрации принимают по данным научно-исследовательских организаций; величину фильтрации рекомендуется также определять моделированием либо по формулам, соответствующим конкретным гидрогеологическим условиям. Если потери на фильтрацию превышают 10 тыс.м³/га в год, рисовые системы проектировать не рекомендуется.

Величину проточности , мм или м³/га, принимают в % от водоподачи:

(3)

0 - 10 % - на слабозасоленных почвогрунтах;

10 - 20 % - на засоленных средних и легких почвогрунтах;

20 - 30 % - на засоленных тяжелых грунтах.

Величину поверхностных сбросов , мм или м³/га, определяют по формуле:

h, (4)

где - число сбросов за поливной период;

- средневзвешенная глубина сбрасываемого слоя воды, см.

Величину неплановых технических потерь , мм или м³/га, определяют в % от водоподачи:

, (5)

Расчеты для построения графика гидромодуля риса сводят в таблицу (таблица 1). В случае отсутствия необходимых для расчета конкретных рекомендаций и данных научно-исследовательских организаций сроки прохождения фенологических фаз риса и их продолжительность принимают по зональным агроклиматическим справочникам, а величину испарения и транспирации - по расчетным периодам по формуле:

, (6)

где - величина испарения и транспирации за расчетный период (фенологическую фазу), мм или м³/га;

- испарение с открытой водной поверхности за расчетный период в мм, принимается по данным зональных агроклиматических справочников;

- коэффициент, показывающий во сколько раз испарение и транспирация с поверхности мелких водоемов, покрытых водолюбивой растительностью, превышает испарение с открытой водной поверхности.

Расчет в таблице 1 выполнен для территории, сложенной засоленными грунтами - средними суглинками, имеющими скважность 40-44 % и коэффициент фильтрации 0,2 - 0,3 м/сутки.

Минерализованные безотточные грунтовые воды в проектных условиях будут залегать на глубине 2 - 2,3 м от поверхности.

Сроки прохождения и продолжительность фенологических фаз и режим затопления рисового поля приняты по данным ВНИИ риса и Калмыцкой ОМС. При этом режим орошения не предусматривает применение гербицида.

Первоначальное насыщение почвогрунта , мм или м³/га, определено по формуле:

м³/га

где - средняя толщина слоя почвогрунта, подлежащего насыщению, равна м;

- среднее значение скважности %;

- коэффициент учитывающий влажность почвы, = 0,3.

Таблица 1 - Режим орошения риса и значения ординат гидромодуля

Фенологичес-кие периоды развития риса	Про-должи-тель-	Режим орошения риса - динамика слоя затопления	Составляющие оросительной нормы, м³/га
и их календарные сроки	ность пери-ода, сутки	глубина слоя в начале периода то же, в конце периода, см	объем в нача- ле периода то же, в конце периода, м³/га	насыще-ние почво-грунта (на глубину 1-3 м)	сброс	испаре-ние и транспи-рация	верти-кальная филь-трация	проточ-ность

1 - Прораста- ние-всходы 15.05-30.05 2 - Всходы-кущение 31.05-20.06 3 - Кущение-трубкование 21.06-05.07 4 - Трубкование-колоше-ние 06.07-29.07 5 - Колоше-ние-цветение 29.-03.08 6 - Цветение-молочная спелость 04.08-21.08 7 - Молочная спелость-воск. спел. 22.08-06.09 8 - Восковая спелость-полная спелость 9 - Всего				- - - - - - -	- - - - -	- -	- - -	- - - - - - - - -

Продолжение таблицы 1

Фенологичес-кие периоды развития риса	Составляющие оросительной нормы, м³/га	Водоподача	Дренажно-сбросной сток
и их календарные сроки	проточ-ность	техни-ческие потери	всего	в т. ч. исполь-зуется слой, накоплен-ный в преды-дущий период	объём, м³/га	гидро-модуль, л/с×га	объём, м³/га	гидро-модуль, л/с×га

1 - Прораста- ние-всходы 15.05-30.05 2 - Всходы-кущение 31.05-20.06 3 - Кущение-трубкование 21.06-05.07 4 - Трубкование-колоше-ние 06.07-29.07 5 - Колоше-ние-цветение 29.-03.08 6 - Цветение-молочная спелость 04.08-21.08 7 - Молочная спелость-воск. спел. 22.08-06.09 8 - Восковая спелость-полная спелость 9 - Всего	- - - -	- -	- - -	- - - - -	- -	3,5 3,0 1,7 3,0 2,3 0,7 - - -	- -	0,6 1,2 1,4 1,2 1,2 1,0 - - -

Величина сбросов (колонка 6 в таблице 1) в периоды «прорастание - всходы» и «кущение - трубкование» принята в размере 60 %, а в период «цветение - молочная спелость» - в размере 40 % от объема слоя воды, подлежащего сработке, исходя из реальных хозяйственных возможностей регулирования водоподачи и сброса, а также необходимости в первые два периода обеспечить смену воды в чеках в связи с возможной ее минерализацией за счет растворения в ней солей, содержащихся в почве:

м³/га,

м³/га.

Величины испарения и транспирации принимаются по данным научно-исследовательских организаций.

Величина боковой фильтрации в поливной период принимается по рекомендациям научно-исследовательских институтов.

Вертикальная фильтрация в связи с безотточностью грунтовых вод отсутствует.

Суммарный объем воды для создания проточности или периодической смены воды в чеках (с целью освежения и в связи с засоленностью почвенного покрова) принят в размере 25% от и разбит по периодам пропорционально их продолжительности. При этом проточность будет поддерживаться только от второго до пятого периода включительно.

Суммарный объем технических потерь принят в размере 10 % от и разбит по периодам также пропорционально их продолжительности в течение всего поливного сезона.

В первый период (прорастание - всходы) после насыщения почвогрунта и создания на чеке слоя 10 см водоподача прекращается. Боковая фильтрация в этот период фактически отсутствует. Поверхностный сброс в этот период 600 м³/га. Величина испарения и транспирации (в этот период только испарения) - 1300 м³/га. Частично испарение и транспирация будут происходить за счет слоя на чеке (1000-600 = 400 м³/га). Следовательно, объем водоподачи в этот период , мм или в м³/га, определяется по зависимости:

(7)

и составит:

насыщение грунта - 2700

сброс - 600

испарение и транспирация - 1300

технические потери - 200

Итого - 4800

Объём дренажно-сбросного стока, поступающего в водоотводящую сеть , мм или м³/га, определяется по зависимости:

, (8)

и составит:

сброс - 600

технические потери - 200

Итого - 800

В начале второго периода (сходы - кущение) на 50 % площади чека (т.е. на чеках, занятых рисом 2 года) создается слой 25 см для борьбы с просянкой, а на 50 % площади (т.е. на остальных чеках) создается слой 15 см. В среднем в начале периода на всей площади рисовых чеков толщину слоя можно считать равной 20 см. К концу периода на всех чеках толщина слоя должна составить 15 см. Следовательно, изподанного в начале периода объема для затопления 2000 м³/га, 500 м³/га к концу периода может быть израсходовано на испарение и транспирацию и боковую фильтрацию при соответствующем снижении объема водоподачи.