Проектування режиму зрошення сільськогосподарських культур

Російська Федерація

Міністерство сільського господарства

Департамент науково-технологічної політики і освіти

ФГТУ ВПО

«Білгородська державна сільськогосподарська академія»

Кафедра землеробства та агрохімії

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ ПО МЕЛІОРАЦІЇ

спеціальності 110102 «Агроекологія»

на тему:

«ПРОЕКТУВАННЯ РЕЖИМУ ЗРОШЕННЯ

СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР освітлення стічних ВОДАМИ Тваринницький комплекс »

Студентки: Оріхівської А. А.

Групи: 43 (1) АЕ

Науковий керівник: Добудько Н. С.

Білгород 2009

Завдання на курсове проектування по меліорації видано студентці 4-го курсу агрономічного факультету спеціальності 110102 «агроекологія»

Тема проекту: «проектування режиму зрошення сільськогосподарських культур освітленим стічними водами тваринницьких комплексів»

Вихідні дані:

1. Площа зрошуваного ділянки, брутто: 70 га

2. Сівозміна: 1. Ячмінь з підсівом люцерни

2. Люцерна першого року користування

3. Люцерна другого року користування

4. Люцерна третього року користування

5. Кормова буряк

6. Кукурудза на силос

3. Грунт: чорнозем типовий легкосуглинкові

4. Зона Бєлгородської області і метеостанція: західна зона (1) і метеостанція Білгород (1)

5. Дощувальна машина: «Волжанка» (ДКШ-56-700)

6. Джерело зрошення: ставок + освітлені стоки тваринницьких комплексів

Основні техніко-економічні показники проекту

1) Площа зрошення: брутто 70 га, нетто 66 га

2) Джерело зрошення: ставок + стічні води тваринницьких комплексів

3) Спосіб подачі води - механічний по напірним трубопроводами

4) Спосіб поливу - дощування

5) Дощувальна машина - «Волжанка» (ДКШ-56-700)

6) Використання зрошуваних земель - 95%

7) Додаткова продукція з площі зрошення - 559180 грн. / рік

8) Термін окупності -13 років

9) М _{ср нетто} - 2600 м ³ / га

10) Загальна кошторисна вартість будівництва - 7420000 крб.

11) Загальна вартість 1 га зрошуваної площі - 106000 крб.

Зміст

1. Загальна частина: поняття про меліорацію, типи та види сільськогосподарських меліорацій. Стан зрошуваного землеробства в країні, ЦЧЗ, Бєлгородської області. Особливості зрошення в ЦЧЗ РФ

2. Стічні води: поняття, класифікація, методи і способи очищення

2.1 Поняття про стічних водах і їх класифікація

2.2 Розподіл стічних вод за агромеліоративних показниками

2.3 Методи очищення стічних вод

2.4 Схема очищення стічних вод тваринницьких комплексів великої рогатої худоби

3. Режим зрошення сільськогосподарських культур

3.1 Поняття про режим зрошення, види і вимоги до нього

3.2 Розрахунок зрошувальних норм освітленим стоками тваринницьких комплексів

3.3 Розрахунок поливних норм освітленим стоками тваринницьких комплексів

3.4 Терміни і тривалість поливів

3.5 Розрахунок поливного витрати

3.6 Неукомплектований графік поливів

3.7 Укомплектований графік поливів

4. Основні розрахунки при дощуванні

5. Економічна ефективність зрошення

5.1 Вимоги, що пред'являються до економіки виробництва меліоративних робіт

5.2 Економічні показники

6. Екологічні вимоги, які пред'являються до зрошенню кормових культур стічними водами

Список літератури

Програми

1. Загальна частина: поняття про меліорацію, типи та види сільськогосподарських меліорацій. Стан зрошуваного землеробства в країні, ЦЧЗ, Бєлгородської області. Особливості зрошення в ЦЧЗ РФ

Слово «меліорація» походить від латинського слова «melioratio» і означає поліпшення.

Сільськогосподарська меліорація - комплекс організаційно-господарських, гідротехнічних, агротехнічних, лісотехнічних і інших заходів спрямований на докорінну переробку несприятливих умов (грунтових, кліматичних, гідрогеологічних) з метою створення оптимальних умов для росту і розвитку сільськогосподарських культур і, в кінцевому рахунку, для отримання високих і стабільних урожаїв у оброблюваних культур.

Існують чотири типи меліорації:

1. Гідротехнічна;

2. Агролісомеліоративні;

3. Культуртехнічна;

4. Хімічна.

Гідромеліорація у свою чергу підрозділяється на наступні види:

- Зрошувальна;

- Осушувальна;

- Протиерозійна;

- Протипаводковий;

- Протиповзнева;

- Протиселєва.

У нашій країні була розроблена програма розвитку сільського господарства «Збереження та відновлення родючості грунтів, земель сільськогосподарського призначення та агроландшафтів як національного надбання Росії на 2006-2010 роки та на період до 2012 року». На цю програму було виділено 371 млрд рублів на три етапи.

У Росії в даний час площа ріллі становить 121 500 000 га, в тому числі зрошуваних і осушуваних земель - 4,5 і 4,8 млн га відповідно.

Особливості зрошення в ЦЧЗ в РФ:

1. Зрошення в ЦЧЗ є не основним, а додатковим заходом щодо вологозабезпеченості грунту і рослин;

2. У ЦЧЗ немає добрих природних джерел зрошення. Воно базується на місцевому стоці, зарегульованому в штучних водоймах;

3. Вода повинна витрачатися економно, тому зрошувальні системи закритого типу з високим коефіцієнтом корисної дії. Забір води механічний;

4. Вміст солей в поливної воді не повинен перевищувати 0,5-0,6 г / л;

5. Чорноземні грунти не люблять перезволоження, тому поливні норми повинні бути невеликими;

6. У зрошуваних сівозмінах люцерна повинна займати більше 30%;

7. У сівозмінах повинні передбачатися проміжні і ущільнені посіви, посів сидеральних культур на зелене добриво;

8. Небажано на зрошуваних землях застосовувати важку техніку;

9. Всі види польових робіт повинні проводитися при настанні фізичної стиглості грунту.

2. Стічні води: поняття, класифікація, методи і способи очищення

2.1 Поняття про стічних водах і їх класифікація

Стічними називають води, збагачені промисловими або господарсько-побутовими відходами, які виходять з територій населених пунктів і підприємств через каналізацію. Вони забруднюються органічними та мінеральними речовинами.

До органічних відносять мікроорганізми, фізіологічні виділення живих організмів, рослинні і тваринні залишки, жирові плівки, хімічні сполуки. Серед мікроорганізмів часто зустрічаються хвороботворні, небезпечні для людини і тварин.

Мінеральні забруднення - це різні відходи виробництва, розчини солей, а також мінеральні включення: пісок, мул, шлаки.

За фізичним станом забруднення бувають у твердому, зваженому і розчиненому вигляді. Тверді і зважені речовини стічних вод видаляють при механічному очищенню на спеціальних пристроях і в відстійниках. Органічні речовини, що залишилися у стоках, небезпечні в санітарному відношенні і повинні бути піддані за допомогою мікроорганізмів розкладанню до мінеральних сполук.

Стічні води, що пройшли механічне очищення, називають освітленим, неочищені - неосвітленою.

За своїм походженням стічні води поділяють на господарсько-побутові промислові, змішані, тваринницькі і зливові.

Господарсько - побутові: від житлових будинків, пралень, лазень, їдалень та інших господарсько-побутових об'єктів.

Характеризуються бікарбонатно-сульфатним складом, нейтральною і слабощелочной реакцією, низькою мінералізацією, високими удобрювальних властивостями. В 1 літрі таких вод міститься 30-80 мг азоту, 5-20 фосфору, 6-30 калію і 30-100 мг кальцію. У стічних водах можуть бути збудники шлунково-кишкових захворювань, тому підготовка до поливу повинна включати в себе поряд з механічною очисткою та відстоювання протягом кількох годин у біологічних ставках. Придатні для зрошення.

Промислові - відпрацьовані води промислових підприємств, різноманітні за хімічним складом та якістю: стоки харчової, легкої промисловості, заводів з виробництва мінеральних добрив, хіміко-фармацевтичних, газопереробних, коксохімічних. У них містяться різноманітні речовини, які в основному токсичні для рослин. Однак після очищення з розбавленням з водою і в суміші з господарсько-побутовими стоками вони придатні для зрошення.

До промислових відносять і води, відкачувані з шахт з видобутку руди та вугілля - шахтні води. Вони являють собою суміш підземних вод декількох водоносних горизонтів, збагачену зваженими мінеральними частинками, газовими компонентами, органічною речовиною і несприятливим бактеріологічними складом.

Шахтні води високо мінералізовані (3-5 г / л), тип засолення - сульфатний і хлорідний, Удобрювальна цінність не висока. Для зрошення шахтні води малопридатні, потрібно використовувати обережно.

Змішані - суміш господарсько-побутових і промислових стічних вод, широко використовують для зрошення.

Тваринницькі стоки представляють собою суміш рідкого гною, що видаляється гідравлічним способом з тваринницького комплексу, кормових відходів, їх води використовуються для миття тварин та переробки їх продукції. Вміст солей 1,3-2,0 г / л, містять значну кількість поживних речовин: азоту до 5000, фосфору - 2500, калію - 4500 мг / л, мають сприятливе ставлення катіона натрію до суми катіонів кальцію і магнію.

У тваринницьких стоках міститься велика кількість патогенних мікроорганізмів, тому потрібно спеціальні знезаражувальні заходи.

Осад стічних вод тваринницьких комплексів має більш високу удобрительной цінністю, ніж гній. Він містить 2,9-4,5 азоту, 1,2-2,7 фосфору і 0,2-0,5% калію.

Тваринницькі стоки широко застосовуються для зрошення.

Зливові стічні води - це дощові і снігові води, що надходять в каналізаційну мережу з територій міст, промислових підприємств. Містять механічні домішки, після очищення використовують для зрошення.

2.2 Розподіл стічних вод за агромеліоративних показниками

За агромеліоративних показниками стічні води ділять на п'ять груп:

1. Стічні води, придатні для зрошення без попередньої підготовки на всіх типах грунтів: господарсько-побутові та змішані стоки міст, що пройшли біологічне очищення, зливові стоки промислових підприємств. Удобрювальна цінність їх низька.

2. Стоки, що мають високу удобрювальну цінність і придатні для зрошення на всіх типах грунтів після невеликої підготовки - відстоювання: стоки підприємств харчової промисловості і переробки сільгосппродукції, тваринницьких комплексів з дезінфекцією.

3. Стоки підприємств текстильної промисловості. Придатні для зрошення на всіх типах грунтах після нейтралізації, механічного очищення. Удобрювальна цінність низька.

4. Стоки, що вимагають великої попередньої підготовки - фізико-хімічної та біологічної очистки, розбавлення: стоки хімічної, важкої і металургійної промисловості. Удобрювальна цінність низька.

5. Стоки, що вимагають дуже складної підготовки з ізоляцією агресивних речовин і повної біологічної очистки: стічні води підприємств з виробництва отруйних хімічних речовин і барвників.

Придатність стоків для зрошення залежить ще й від біологічних особливостей рослин, типу та властивостей грунтів та ін

Головний показник придатності стоків для зрошення - окультурюють вплив на грунт, підвищення її родючості.

2.3 Методи очищення стічних вод

Методи очищення стічних вод можна розділити на механічні, хімічні та біологічні. При їх сумісному застосуванні метод очищення і знезараження стічних вод називається комбінованим. Використання того чи іншого методу у кожному конкретному випадку визначається характером забруднення і ступенем шкідливості домішок.

Суть механічного методу полягає в тому, що із стічних вод шляхом відстоювання і фільтрації видаляються механічні домішки. Грубодисперсні частки в залежності від розмірів уловлюються гратами і ситами різних конструкцій, а поверхневі забруднення - нефтеловушкамі, масло-і смолоуловітелямі та ін Механічне очищення дозволяє виділяти з побутових стічних вод до 2 / 3 нерозчинних домішок, а з промислових - більше 9 / 10.

При хімічному методі обробки в стічних водах відбувається перетворення з допомогою хімічних реагентів забруднень у нерозчинні, газоподібні (летких) і нешкідливі речовини.

Біологічне очищення заснована на діяльності аеробних і анаеробних бактерій, минерализующих органічні забруднення, що знаходяться у стічних водах у розчиненому та колоїдному стані. Інтенсивність нітрифікації характеризує правильність функціонування грунту як біосфери і як системи з очищення стоків від органічних речовин.

Стоки знезаражують як перед скиданням у водойми, так і перед подачею на зрошувальні системи стічних вод. При підгрунтовому зрошенні дезінфекція не проводиться.

2.4 Схема очищення стічних вод тваринницьких комплексів великої рогатої худоби

З тваринницького комплексу шляхом гідросліва гнойові стоки поступають в жіжесборнік, в якому відбувається поділ по щільності на три фракції: з щільністю менше одиниці, що дорівнює одиниці і меншою одиниці. Фракція з щільністю, рівній одиниці, надходить у відстійники-накопичувачі, де відбувається подальший поділ на дві фракції: з щільністю, що дорівнює одиниці і більше одиниці.

Після поділу рідка фракція з горизонтальних відстійників-накопичувачів надходить в резервуар освітлених стоків, а тверду фракцію після підсихання в горизонтальних відстійниках мобільним транспортом вивозять і кагатіруют на краю поля. Після природної термічної обробки тверду фракцію вносять як звичайний підстилковий гній.

У резервуарах освітлених стоків відбувається подальше освітлення рідкої фракції. З резервуарів частина рідкої фракції подають насосами для повторного використання у тваринницькому комплексі, а іншу частину стоків за допомогою насосів подають у змішувачі, де освітлені стоки змішують з чистою водою. Розбавлені чистою водою освітлені стоки подають на поля зрошення.

3. Режим зрошення сільськогосподарських культур

3.1 Поняття про режим зрошення, види і вимоги до нього

Під режимом зрошення сільськогосподарських культур розуміють сукупність норм, термінів і числа поливів. Режим зрошення повинен забезпечувати найбільш сприятливий водно-повітряний режим грунту для даної культури та отримання високих урожаїв при дотриманні екологічних вимог. У конкретних природних і організаційно-господарських умовах за допомогою режиму зрошення домагаються підтримки вологості в активному шарі грунту на рівні, що забезпечує отримання запланованих врожаїв.

Оптимальний режим зрошення повинен відповідати таким основним вимогам:

- По-перше, необхідно, щоб вся подається на полі вода брала участь у створенні врожаю;

- По-друге, поливний режим як невід'ємний фактор зовнішнього середовища повинен сприяти збереженню та підвищенню родючості зрошуваних грунтів, не допускаючи їх заболочування та ерозії;

- По-третє, режим зрошення повинен регулювати водний, поживний, сольовий і тепловий режими грунту і сприяти більш ефективному використанню водних і земельних ресурсів. Поливна вода не повинна сприяти засолення та забруднення грунту. Поливні режими необхідно розглядати як єдине природне ціле з рослиною, грунтом і мікрокліматом.

3.2 Розрахунок зрошувальних норм освітленим стоками тваринницьких комплексів

Зрошувальні норми освітлених стоків тваринницьких комплексів розраховують виходячи з таких показників:

В - винос поживних елементів з грунту з урожаєм основної та побічної продукції, кг / т;

S - вміст поживних елементів в стічній воді,%;

n - коефіцієнт використання поживних елементів з стічної води (для азоту і фосфору - 0,6-0,7, для калію - 0,6), крім того, необхідно враховувати додатково коефіцієнт втрат азоту (b), рівний 0,8.

Загальна формула, за якою розраховують річну зрошувальну норму стоків, наступна:

, М ³ / га, для азоту , М ³ / га

Зрошувальну норму розраховують окремо по азоту, фосфору та калію. З трьох величин зрошувальних норм за фактичну приймають мінімальну. Відсутня кількість елементів живлення вносять у грунт у вигляді мінеральних добрив. Крім того, якщо прийнята зрошувальна норма, розрахована за елементами живлення, менше норми, розрахованої за водоспоживанню, то різницю заповнюють чистою водою.

1. Розрахунок зрошувальних норм стоками тваринницьких комплексів

Як видно з таблиці найбільша зрошувальна норма при зрошенні стоками тваринницьких комплексів у кормових буряків - 2703 м ³ / га, найменша у ячменю - 638 м ³ / га. У люцерни 3 років користування зрошувальна норма становить 1098, 1304 і 967 м ³ / га відповідно; а у кукурудзи на силос - 837 м ³ / га.

3.3 Розрахунок поливних норм освітленим стоками тваринницьких комплексів

Для розрахунку поливних норм стічними водами тваринницьких комплексів необхідно знати число поливів, розрахована за водоспоживанню. У нашому випадку воно складає: по ячменю - 3, люцерні 1 року користування - 7, люцерні 2 роки користування - 8, люцерні 3 роки користування - 6, кормової буряках - 6, кукурудзі на силос - 3 поливу.

2. Вихідні дані для складання схеми поливів

При поливі стічними водами, до них доводиться додавати чисту воду, інакше рослини будуть страждати від надлишку поживних елементів. Поливні норми для кожної сільськогосподарської культури дуже сильно розрізняються, так у люцерни 3 років користування - 157-163 м ³ / га, а у кормових буряків приблизно в 3 рази більше - 450 м ³ / га.

3.4 Терміни і тривалість поливів

Терміни і тривалість поливів встановлюють різними методами: за вологості грунту, дефіциту вологості повітря, середньодобовій температурі повітря, фазам росту та розвитку сільськогосподарських культур. У нашому прикладі терміни поливів будемо приурочувати до певних фазах вегетації рослин, в які слід поливати. При цьому дату початку вегетації приймаємо за дату початку поливу.

3.5 Розрахунок поливного витрати

Під поливним витратою розуміють ту кількість води, яка подається в л / с на площу одного поля сівозміни.

Поливної витрата (Q, л / с) розраховується за формулою:

, Л / с, де

m - поливна норма для кожного поливу, м ³ / га;

F - площа нетто одного поля сівозміни, розраховується наступним чином: спочатку знаходиться площа брутто шляхом ділення площі брутто зрошуваного ділянки на 6 полів. Отриману величину множимо на коефіцієнт земельного використання зрошуваної площі, що дорівнює 0,95;

b - коефіцієнт, що враховує втрати води при дощуванні, для ЦЧЗ він становить 1,1;

Т - тривалість поливу в добі, приймаємо рівною 5 діб;

t - число годин поливу протягом доби, приймаємо однакову 14 години;

К - коефіцієнт використання робочого часу зміни.

3.6 Неукомплектований графік поливів

На підставі даних таблиці 3, граф 6, 7, 8 і 9 будують Неукомплектований графік поливів. Метою побудови є з'ясування характеру групування поливів культур в часі і сумарних величин поливного витрати. Побудова графіка ведуть на міліметровому папері, на якій наносять осі координат. На горизонтальній осі відкладаємо місяці і декади:

в масштабі 1 мм - 1 доба, на вертикальній осі відкладаємо поливні витрати, в масштабі 1 см - 20 л / с.

З правого боку графіка креслять умовні позначення культур.

Графік будують у вигляді діаграми, де кожен полив виражається прямокутником, основа якого - прийняте число днів поливу, а висота - величина поливного витрати. Площа прямокутника - об'єм води за один поливів. Побудова ведуть послідовно для кожної культури, в порядку як записано в таблиці 3.

У випадках, коли строки поливів для окремих культур частково або повністю збігаються, величини поливних витрат складають, і прямокутники частково або повністю надбудовують один над іншим. При неповному збігу строків поливів графік поливів набуває ступінчасту форму.

Аналізуючи Неукомплектований графік, переконуємося, що терміни поливів більшою випадків співпадає, тобто потрібно одночасний полив кількох культур, а сумарна витрата води коливається у великих межах: в один день - дуже великий, а в інші - маленький. Бувають перерви в поливах, що незручно з точки зору організації праці, експлуатації дощувальних машин, насосних станцій та трубопроводів. Крім того, розраховані поливні витрати не відповідають витратам води дощувальних машин. За неукомплектованими графіком поливи не проводять, тому виникає необхідність у його укомплектування.