Проблемы рационализации использования оросительной воды при возделывании риса в аридной зоне

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проблемы рационализации использования оросительной воды при возделывании риса в аридной зоне

Взаимосвязью динамики минерализации воды со слоем затопления, водоподачей, дренажным стоком и сбросами занимались многие исследователи /В.Б. Зайцев, 1975; М.А. Андрюшин, 1977; В.А. Попов, А.П. Вершинин,1972; Е.Б. Величко, 1965, 1983; Е.П. Масягин, 1976; З.Ф. Тулякова, 1978; Г.Я. Быков, 1972; М.Т. Когай, 1984; Ф.А. Бараев, 1978, 1982, 1984,2003 и др./.

Наиболее интересная модель динамики минерализации воды в чеке представлена в книге С.В. Кибальникова /1985/.

водоподача рис оросительный

,(1)

где С₄ - средний показатель минерализации воды в чеке за интервал времени, ч; C₄₀ - начальная минерализация воды в чеке; q_m, C_m - расход и минерализация воды, поступающей в чек из оросителя; С_ГВ - минерализация грунтовых вод вблизи поверхности почвы (в плоскости смыкания их с поверхностными водами); h - глубина слоя затопления; q_c, - расходы воды с чека при поверхностном сбросе и фильтрации; D - коэффициент диффузии; V - объем воды в чеке,

,

К - постоянная Больцмана (1,38 · 10^-6 эрг./град.); Т^о - абсолютная температура по Кельвину; r - радиус молекулы вещества в растворе.

Формула (2) получена из уравнения солевого баланса вида

, (2)

где I - диффузия растворимых солей из почвы в воду на поверхности чека

I = - D · dc / dh,

где dc/dh - вертикальный градиент минерализации солей в воде вблизи поверхности почвы,

dc / dh 2(Cr_B - Cu) / h.

Нетрудно заметить, что формула (2) при q_c, и 2D/h равных нулю, теряет определенность, поскольку трансформируется в выражение

или С₄ = С₄₀, что неверно.

На самом деле минерализация воды в чеке возрастает по закону

,

где q₄ - расход воды на испарение. При q = 0, С₄ = C₄₀, и при q_u · = V.

C₄ = C_m + C₄₀.

Помимо указанной погрешности, в формуле (2) не нашли места такие важные статьи солевого баланса, как приток солей на поверхность чека из подъемных вод, а также при повторном использовании коллекторно-дренажных вод на орошение; отток же солей за счет фильтрации изображен весьма скрыто, несомненно следовало дифференцировать эту статью по показателям дренажного стока, транспирации и подземного оттока.

С учетом изложенного предлагаем существенно отличающееся от формулы (2) уравнение

C₄ · V = q_BC_B + C₄₀V + ·I - (q_c + q_дq_n.o. + q_m - q_n) · C₄ + q_nn · C₄(3)

где q_B - суммарная водоподача на поверхность чека оросительной воды и повторно используемых коллекторно-дренажных вод; q_п, q_т - расход воды соответственно на испарение и транспирацию с поверхности чека; q_д, q_n.o, q_c - расходы воды с поверхности чека на выклинивание в дрены, подземный отток и сброс; q_nn, C_nn - расход и минерализация подземного притока воды на поверхность чека; C_B - минерализация суммарной во до подачи в чек,

C_B = (C_m · _m + C_nn),

где C_m, _m - минерализация и процент использования воды из оросительного канала, в суммарной водоподаче; C_n, _n - минерализация и процент использования воды из коллекторно-дренажной сети в суммарной водоподаче.

После несложных преобразований и выделения получим

С₄=. (4)

Анализ формулы показывает, что минерализация воды в чеке будет равна:

 (5)

Если еще и q_u · = 0, то С₄ = С₄₀, а при q, > V С₄ > ?.

Итак, формула (5) свободна от погрешностей, характерных уравнению (2.). Практическое применение выражения (5) направленно регулировать солевой режим на поверхности рисового чека с помощью одного из следующих рычагов управления:

изменением режима водоподачи (q_B) и уровня воды (H₄) при заданных q_c, q_m, q_nn, q_n.o.;

регулированием режимов поверхностного сброса (q_c) или дренажного модуля (q_д) при заданном уровне воды (Н₄);

комплексным управляющим действием, реализуемым через согласованное изменение режимов водоподачи, сброса, дренажного модуля и уровня воды в чеке.

Последнее мероприятие весьма сложное и, на наш взгляд, возможно только на автоматизированных системах.

Размещено на Allbest.ru