Проектирование водохранилища, орошения овощного севооборота и долголетнего культурного пастбища

Суммарное водопотребление - это общее количество воды, которое надо иметь на одном гектаре в течение вегетации для получения заданного урожая.

Наиболее распространенным методом определения суммарного водопотребления является метод расчета его по коэффициенту водопотребления к планируемой урожайности:

(30)

где: - суммарное водопотребление, м3 /га;

- планируемая урожайность, т/га (которая может быть получена в данном почвенно-климатическом районе, определяется сортом, теплообеспеченностью посевов, уровнем агротехники и др.);

- коэффициент водопотребления, м3 /т (суммарное количество воды, расходуемое на транспирацию и испарение с поверхности почвы для образования единицы товарной продукции - получают на основе научных исследований в полевых опытах).

Для упрощения, вычисления производим в таблице 6.

Таблица 6 - Расчёт суммарного водопотребления.

№	Культура
1	Пар занятый	6,0	650	3900
2	Рожь	2,5	900	2250
3	Ячмень	3	930	2790
4	Капуста	50	90	4500
5	Свекла	40	90	3600
6	Картофель	25	115	2875
7	Морковь	35	120	4200
8	Капуста	50	90	4500

Соединение орошения с правильным использованием удобрений и других приемов, улучшающих почвенное питание растений, обеспечивают более экономичное использование оросительной воды.

водохранилище орошение севооборот культурное пастбище

2.3.2 Расчет оросительных норм

Установив величину суммарного водопотребления, надо сравнить ее с количеством воды, за счет которого будет покрываться потребность растений во влаге (запасы воды в корнеобитаемом слое почвы, образовавшиеся в осенне - зимний и ранневесенний периоды, осадки вегетационного периода, грунтовые воды, используемые растениями).

Если естественное увлажнение не покрывает потребность растений в воде, то недостающее количество воды надо подавать при помощи орошения.

Количество воды, которое нужно подать на каждый гектар орошаемой площади за период вегетации в дополнении к естественному увлажнению называется оросительной нормой.

Величина оросительной нормы вычисляется по следующему уравнению:

(31)

=У*К

- суммарное водопотребление, м3/га;



- количество воды, используемое растениями за период вегетации из запасов влаги, накопившейся в корнеобитаемом слое почвы в осенне-зимний период, м3/га;

- запасы воды в корнеобитаемом слое почвы в начале и конце вегетации;

- осадки вегетационного периода, м3/га;

Для удобства оросительная норма вычисляется в таблице 7.

Таблица 7 - Расчёт оросительных норм.

№	Культуры
1	Пар занятый	3900	500	1600	1800
2	Рожь озимая	2250	500	800	950
3	Ячмень	2790	500	1600	690
4	Капуста	4500	500	2500	1500
5	Свекла	3600	500	2000	1100
6	Картофель	2875	500	1600	775
7	Морковь	5775	500	2000	3275
8	Капуста	4500	500	2500	1500
Всего				11590

2.3.3 Расчет поливных норм

Оросительные нормы в условиях Пермской области достигают значительных величин, поэтому воду подают на орошаемое поле отдельными частями в период, когда растения наиболее нуждаются в дополнительной влаге.

Количество воды, которое необходимо подавать на 1 га за один полив, называется поливной нормой.

Для расчета поливной нормы применяется формула:



(32)

где: - поливная норма, м3/га;

- активный слой почвы, м;

- объемная масса почвы, т/ м3;

- влажность, соответствующая наименьшей влагоемкости () почвы, % от веса сухой почвы;

- влажность почвы перед поливом, % от веса сухой почвы.

Таким образом, для определения поливной нормы надо знать глубину или мощность развития основной массы корней растений, объемную массу почвы, наименьшую влагоемкость почвы и предполивную влажность.

У большинства овощных культур и трав глубина активного корнеобитаемого слоя почвы не превышает 50-60 см.

В начале вегетации корневая система проникает неглубоко, а в середине и во второй половине вегетации она проникает ниже пахотного горизонта. Поэтому глубина увлажнения, а следовательно и поливная норма в начале вегетации будет меньше, чем в середине и конце ее.

Для удобства поливная норма вычисляется в таблице 8.

Таблица 8 - Расчёт поливных норм.

№ п/п	Культуры	В начале вегетации	В конце вегетации
		100	, м	, т/м		пред	m, м3/га	100	H, м	, т/м		пред	m, м3/га
1	Пар занятый	100	0,25	1,0	24	21,6	60	100	0,35	1,0	24	21,6	84
2	Рожь озимая	100	0,25	1,0	24	19,6	110	100	0,35	1,0	24	19,6	154
3	Ячмень	100	0,25	1,0	24	19,6	110	100	0,35	1,0	24	19,6	154
4	Капуста	100	0,25	1,0	24	21,6	60	100	0,35	1,0	24	21,6	84
5	Свекла	100	0,25	1,0	24	20,2	95	100	0,35	1,0	24	20,2	133
6	Картофель	100	0,25	1,0	24	20,2	95	100	0,35	1,0	24	20,2	133
7	Морковь	100	0,25	1,0	24	20,2	95	100	0,35	1,0	24	20,2	133
8	Капуста	100	0,25	1,0	24	21,6	60	100	0,35	1,0	24	21,6	84



3. Поливная дождевальная техника и устройство оросительных систем

Основной способ полива в Предуралье - дождевание, при котором оросительная вода выбрасывается дождевальным аппаратом в воздух, дробится там в капли и падает на растения и почву в виде дождя. Оросительная система при поливе дождеванием, как правило, состоит из источника орошения, насосной станции с двигателями водопроводящей сети каналов и трубопровод, гидротехнических сооружений, дождевальных машин и установок.

Для орошения пастбищ широко используются передвижные насосные станции. Их применение позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты на 20-25 % по сравнению со стационарными станциями, экономить строительные материалы, быстро вводить их в действие, при необходимости использовать их на нескольких смежных участках.

Большое преимущество перед другими насосными станциями имеют передвижные насосные станции СНП -50/80 и СНП-75/100, у которых рабочие камеры центробежных насосов могут иметь последовательное и параллельное соединение. Это позволяет использовать их в широком диапазоне различных условий.

Насосные станции располагаются как можно ближе к границам орошаемого пастбища и так, чтобы обеспечивать удобный подход к воде. В месте водозабора глубина воды должна быть не менее 0,7 м. Для обеспечения лучших условий работы насосных станций ось насоса должна располагаться над уровнем воды не выше 1,5 - 3 м. В случае, если берег высокий, его надо срезать, устроить горизонтальную площадку со съездом и выездом и твердым покрытием, на которой и располагается передвижная станция.

Количество воды, которое должна подавать насосная станция для полива культурного пастбища и овощного севооборота определяется по формуле:



л/с (33)

где - количество работающих дождевальных машин;

- расход воды дождевальных машин;

- коэффициент форсирования;

- КПД оросительной сети.

Диаметр трубопровода, способного подать необходимое количество воды определяется по формуле:

,м (34)

где - скорость течения воды в трубопроводе, м/с (0,5-1 м/с для труб диаметром до 350мм;1,0 - 1,5м/с для труб диаметром больше 350мм).

Затем по сортаменту подбираем ближайший больший диаметр.

Расчетный напор насосной станции определяется по формуле:

(35)

где: - геодезический напор, равный разности отметок наивысшей точки орошаемого участка и отметки УМО водохранилища;

- потери напора на трение вычисляются по формуле:

(36)

где: - расход воды в трубопроводе, м3/с;

- удельное сопротивление, зависящее от диаметра и коэффициента шероховатости трубы;

- длина трубопровода;

- потери напора на местные сопротивления, принимаются равными 10 % от ;

- свободный напор или напор на гидранте - водовыпуске;

На основе показателей производительности и полного напора мы выбираем марку насоса, применяемого для орошения.

Мощность на валу насоса Nн определяется по формуле:

кВт (37)

где: Qфорс - производительность насоса, л/с;

Нполн - полный напор насосной станции, м;

- кпд насоса (0,7-0,8)

На основе показателя мощности двигателя выбираем марку электродвигателя, применяемого для орошения.

Потребная мощность двигателя определяется по формуле:

кВт (38)

Мощность двигателя для привода насоса берется с запасом на возможные перегрузки. Запас мощности берется в следующих размерах (в %):

При требуемой мощности



При орошение пастбищ водопроводящую сеть, как правило, устраивают в виде закрытой сети трубопроводов, т. к. оросительные каналы требуют дополнительного ограждения.

Трубопроводы, входящие в состав оросительной сети, подразделяют на магистральные, подающие воду от водоисточника до распределительных трубопроводов, распределительные, транспортирующие воду до вспомогательных (поливных) трубопроводов и поливные, питающие дождевальные машины водой.

Для полива пастбищ и овощных культур используют различные дождевальные машины и установки.

В данном варианте для полива овощного севооборота использована дождевальная машина - ДКШ-64 «Волжанка» представляет собой самоходный многоопорный дождевальный трубопровод, состоящий из двух дождевальных крыльев с шириной захвата 400 м каждый. Дождевальные крылья работают позиционно. С позиции на позицию их перекатывают приводной тележкой, установленной в середине крыла. На тележке установлен двигатель внутреннего сгорания «Дружба» с мощностью 4 л.с. На позиции одно крыло поливает полосу шириной 18м и длиной 400м. Вода в трубопровод попадает из закрытой напорной сети через гидрант.

Определяем сроки полива:

, суток (39)

Т=102,75/29=3,5 суток

Количество машин



(40)

n=59,94/(10*3,5)=1,7=2 шт.

tуч-ка=(K*m*Sуч-ка)/(3,6*q)(41)

tуч-ка=(1,2*102,75*112)/(3,6*64)=59,94

Для полива ДКП используется двухконсольный дождевальный агрегат ДДН-100 (дальнеструйный дождеватель навесной), который состоит из центробежного насоса с редуктором, дальнеструйного дождевального аппарата с механизмом вращения и гидроподкормщика. Все эти узлы монтируются на раме, которая навешивается на тракторы ДТ-75 или Т-74. Агрегат работает позиционно от сети открытых каналов или трубопроводов, расстояние между которыми должно быть до 120 м, а стоянки агрегата располагаются через 150 м. Сезонная производительность 100 га.

Определяем сроки полива:

, суток (42)

Т=168/30=5,6=6 суток

Количество машин

(43)

n=170,24/(10*6)=2,8=3 шт.

tуч-ка=(K*m*Sуч-ка)/(3,6*q)(44)

tуч-ка=(1,2*168*304)/(3,6*100)=170,24

Далее рассчитываем количество воды, которое должна подавать насосная станция для полива культурного пастбища и овощного севооборота:

Для ДДН - 100:

л/с

Ближайший больший диаметр - 420 мм.

м

м

м

м.

Определяем мощность на валу насоса:

кВт

Для данного варианта подходит насос 8НДв.

Потребная мощность двигателя:

кВт

Для данного варианта подходит марка электродвигателя мощностью 200 кВт. Для: ДКШ-64 «Волжанка»



л/с

Ближайший больший диаметр - 350 мм.

м

м

м

м

м.

Определяем мощность на валу насоса:

кВт

Для данного варианта подходит насос 8НДв.

Потребная мощность двигателя:

квт

Для данного варианта подходит марка электродвигателя мощностью 200 квт.



4. Расчет экономической эффективности запроектированных мероприятий

4.1. Определение капитальных затрат на строительство водохранилища и оросительных систем

Для определения экономической эффективности запроектированных мероприятий необходимо:

рассчитать капитальные затраты на строительство водохранилища и оросительной системы;

рассчитать дополнительный чистый доход;

определить срок окупаемости капитальных затрат.

Расчет всех капитальных затрат производится по укрупненным расценкам. В таблице 9 приводится расчет капитальных затрат на строительство водохранилища и оросительных систем.

Таблица 9 - Определение капитальных затрат на строительство водохранилища и оросительных систем

№ п/п	Мероприятия	Единица измерения	Стоимость ед. измерения	Объём работ	Стоимость работ, руб
I	Комплекс работ по сооружению водохранилища, включая строительство плотины, выброса и т.д.	га	2500	913	2282500
II	Строительство оросительной системы для полива культурного пастбища
2.1	Создание ДКП	га	170	112	19040
2.2	Строительство оросительной системы	га	1300	112	145600
2.3	Стоимость дождевальных машин	шт	5000	2	10000
2.4	Стоимость насосной станции	шт	4000	1	4000
III	Строительство оросительной системы для полива овощного севооборота
3.1	Строительство оросительной системы	га	1500	304	456000
3.2	Стоимость дождевальных машин	шт	10000	3	30000
3.3	Стоимость насосной станции	шт	4000	1	4000
Итого	2951140



Вывод: на строительство водохранилища и оросительных систем потребуются денежные вложения в размере 2951140 руб.

4.2 Расчет дополнительного чистого дохода

Чистый доход - это разность между стоимостью валовой продукции и суммарными ежегодными затратами.

Чистый доход получается и до мелиорации, и после неё. Вычитая из чистого дохода после мелиорации, чистый доход до мелиорации, получим дополнительный чистый доход, возникающий за счет улучшений (мелиорации).

Дополнительный чистый доход вычисляется по каждой культуре и, затем складывается - получаем суммарный дополнительный доход по всему севообороту и пастбищу.

Для расчета дополнительного чистого дохода необходимо знать урожайность и закупочные цены культур, а также ежегодные эксплуатационные мелиоративные затраты как на овощном севообороте, так и на пастбище.

Расчет дополнительного чистого дохода приведен в таблице 10.

Таблица 10 - Расчет дополнительного чистого дохода

Показатели	Пар занятый	Капуста	Озимая рожь	Ячмень	Свекла	Картофель	Морковь	Капуста ранняя
	до	после	до	после	до	после	до	после	до	после	до	после	до	после	до	после
1. Площадь, га	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0	38,0
2. Урожайность, ц/га	10	30	100	600	10	30	10	30	100	400	80	300	90	350	100	600
3.Валовая продукция	380	1140	3800	22800	380	1140	380	1140	3800	15200	3040	11400	3420	13300	3800	22800
4. Закупочная цена	15	8	15	15	12	10	15	12
5.Стоимость валовой продукции	5700	17100	30400	182400	5700	17100	5700	17100	45600	182400	30400	114000	51300	199500	45600	273600
6.Ежегодные затраты
а) мелиоративные	-	150	-	150	-	150	-	150	-	150	-	150	-	150	-	150
б) сельскохозяйственные	105	315	640	3840	105	315	105	315	960	3840	640	2400	1215	4725	1080	6480
в) общие на 1 га	105	465	640	3990	105	465	105	465	960	3990	640	2550	1215	4875	1080	6630
7.Суммарные ежегодные затраты	3990	17670	24320	151620	3990	17670	3990	17670	36480	151620	24320	96900	46170	185250	41040	251940
8. Чистый доход	1710	-570	6080	30780	1710	-570	1710	-570	9120	30780	6080	17100	5130	14250	4560	21660
9. Дополнительный чистый доход	-	-2280	-	24700	-	-2280	-	-2280	-	21660	-	11020	-	9120	-	17100
10. ?ДЧД	76760

Расценки на строительные и мелиоративные работы, а также стоимость сельскохозяйственной продукции приняты условные.

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

4.3 Определение срока окупаемости капитальных затрат

Срок окупаемости капитальных затрат вычисляется по формуле:

(45)

где: - сумма затрат капитальных вложений;

- суммарный дополнительный чистый доход.

Таким образом, срок окупаемости равен:

Заключение

При гидротехнических мелиорациях улучшение земель достигается изменением водного режима почвы. С целью регулирования водного режима, а следовательно, и искусственного орошения строят плотины, водохранилища, крупные и мелкие оросительные каналы, трубопроводы.

Проведение гидромелиораций связано со значительными капиталовложениями, поэтому они требуют технико-экономических обоснований. Кроме того, для правильного освоения орошаемых земель большое значение имеют правильный выбор вида и сорта культур и чередование их в севооборотах, а также экономика и организация сельскохозяйственного производства.

Таким образом, по проекту предусмотрено строительство водохранилища и оросительных систем на долголетнем культурном пастбище и 8-польном овоще-кормовом севообороте. Для орошения ДКП используется ДДН-100, севооборота - ДКШ-64 «Волжанка».

Все капитальные затраты составят 490000 рубля, а суммарный дополнительный чистый доход - 76760 рубля. Срок окупаемости проекта составит 6,4 лет.

Список литературы

1 Г.Р. Кениг. Мелиорация сельскохозяйственных земель: учебное пособие/ Г.Р. Кениг. - Пермь: изд-во Пермской ГСХА, 2006. - 117с.

2 Г.Р. Кениг. Мелиорация земель: Методические указания по разработке курсового проекта «Орошение на местном стоке» для студентов землеустроительного и агрономического факультетов. - Пермь, 2003 - 84 с.

3 А.А. Желясков, Н.П. Шалдунова, Т.Г. Орлова. Оформление текстовых и графических материалов: Методические указания для студентов землеустроительного факультета.- Пермь,2001-38с

Размещено на Allbest.ru