Приложение 2 (рекомендуемое). Водно-солевой баланс орошаемых земель

Приложение 2
Рекомендуемое

Водно-солевой баланс орошаемых земель

1. Уравнение водного баланса

1.1. Общий водный баланс и баланс вод зоны аэрации для территории, подлежащей мелиорации, в естественном состоянии (до орошения и ввода дренажа) следует определять по уравнениям (составляющие уравнений водного баланса даны в ):

а) общий водный баланс

, (1)

где - суммарное изменение запасов воды в границах рассматриваемой территории;

- приток поверхностных вод;

- отток поверхностных вод за пределы территории;

- приток подземных вод;

- отток подземных вод;

Р - атмосферные осадки;

- испарение с поверхности почвы;

U - транспирация;

- вертикальный водообмен балансового слоя с нижележащими водоносными слоями (подпитывание подземных вод напорными подземными водами или перетекание подземных вод вниз);

б) баланс поверхностных вод и влаги в зоне аэрации

, (2)

где - изменение запасов влаги в зоне аэрации в границах рассматриваемой территории;

- вертикальный водообмен между водами зоны аэрации и подземными водами;

в) баланс подземных вод

, (3)

где - изменение запасов подземных вод в границах рассматриваемой территории.

1.2. Общий водный баланс и баланс вод зоны аэрации для территории с существующим орошением до строительства дренажа следует определять по уравнениям:

а) общий водный баланс

, (4)

где В - водозабор в оросительную систему;

- поверхностные сбросы оросительной воды с территории.

,

где - концевые сбросы из оросительных каналов;

- сбросы с поверхности полей при поливе;

,

где - оросительная норма (нетто) с учетом промывного режима (см. СНиП 2.06.03-86);

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду СНиП 2.06.03-85

,

где - дефицит водного баланса поливаемых сельхозкультур;

- дополнительная оросительная норма на промывной режим, принимается по табл. 1.1, прил. 1;

- дополнительные потери воды при поливе за счет инфильтрации ниже расчетного слоя;

- дополнительные потери воды на испарение при поливах;

- фильтрационные потери оросительной, воды из каналов;

б) баланс поверхностных вод и влаги в зоне аэрации

, (5)

в) баланс подземных вод

. (6)

1.3. Водный баланс для орошаемой территории при наличии дренажа необходимо определять из уравнений:

а) общий водный баланс

, (7)

где W - объем дренажного стока (нагрузка на дренаж);

б) баланс поверхностных вод и влаги в зоне аэрации должен определяться согласно уравнению (5);

в) баланс подземных вод

. (8)

Из приведенных водобалансовых уравнений необходимо определять нагрузку на дренаж и ее составные элементы для расчета параметров дренажа.

При расчете на среднегодовые условия многолетнего ряда (; ) из уравнения (8) нагрузка на дренаж определяется по формуле:

. (9)

1.4. Составляющие водного баланса , , после ввода в действие дренажа могут отличаться от их значений в естественных условиях. В частности, при действии дренажа приток подземных вод всегда увеличивается, а отток уменьшается.

В зависимости от конкретных условий уравнение водного баланса следует упрощать. В частности, при расположении мелиорируемой территории на водоразделе можно принять ; на засоленных землях, характеризующихся слабой отточностью допускается ; при отсутствии напорного подпитывания балансового слоя следует принимать ; при высокой технике полива ; при применении закрытых оросительных систем значительно уменьшается .

1.5. Величину осадков Р следует принимать по близлежащей метеостанции. Величина оросительной нормы устанавливается по результатам расчета режима орошения.

Суммарное испарение () в течение вегетационного периода следует принимать равным водопотреблению, отвечающему применению современной техники орошения, поддержанию высокого агротехнического фона и плодородия почв, и устанавливается расчетами или экспериментальными данными.

1.6. Потери на фильтрацию из оросительных каналов необходимо устанавливать путем проведения натурных наблюдений на проектируемых землях, по объектам-аналогам или гидродинамическими расчетами. Эта величина определяется по формуле:

, (10)

где - коэффициент полезного действия внутрихозяйственной оросительной сети.

1.7. Поверхностный приток и отток на балансовый участок следует устанавливать по замерам на гидропостах.

Подземный приток и отток должны определяться по материалам гидрогеологических изысканий и наблюдениям в сети режимных скважин гидрогеологомелиоративной службы.

1.8. При расчете подземного бокового притока на массив следует руководствоваться формулой

, (11)

где Т - проводимость водоносной толщи;

i - уклон подземного потока.

1.9. Интенсивность вертикального водообмена балансового слоя нижележащими водоносными слоями должна определяться по следующей формуле:

, (12)

где t - продолжительность периода, сут;

- напор вод нижележащего водоносного слоя, м;

- напор первого от поверхности водоносного горизонта, м;

к, h - коэффициент фильтрации и мощность разделяющего слоя, м/сут; м.

1.10. Вертикальный водообмен балансового слоя с нижележащими водоносными слоями определяются по формуле:

. (13)

1.11. Интенсивность питания подземных вод за счет фильтрационных потерь из канала определяется по формуле:

, (14)

где t - продолжительность периода, сут.

1.12. При глубоком залегании уровня подземных вод (положение уровня за пределами высоты капиллярного поднятия) величина вертикального водообмена принимается при непромывном режиме орошения ():

;

меньшее значение для слабопроницаемых почв, большее значение - для легких почв;

при промывном режиме орошения:

.

1.13. При близком залегании уровня подземных вод (положение уровня в пределах высоты капиллярного поднятия) величина вертикального водообмена за расчетный период определяется по формуле:

,

где t - продолжительность периода, сут.

1.14. При непрерывном режиме орошения интенсивность вертикального водообмена между зоной аэрации и подземными водами с учетом водно-физических свойств почвогрунтов при известной средней за расчетный период времени величине расхода влаги на поверхности почвы допускается определять по формуле:

. (15)

При известной средней за расчетный период в активном слое почвы по формуле

;

; ;

;

где - средняя за расчетный период времени, величина расхода влаги на поверхности почвы, при инфильтрации, при испарении, м/сут;

k - коэффициент фильтрации при полном насыщении, м/сут;

n - показатель степени ();

- глубина подземных вод от поверхности земли (средняя за расчетный период времени), м;

- величина капиллярного поднятия, м;

t - расчетный период времени (год, вегетационный период и пр.), сут;

- полная влагоемкость;

- максимальная молекулярная влагоемкость;

- средняя влажность в активном слое почвы в начальный период времени;

- средняя за расчетный период времени влажность в активном слое почвы.

Допускается принимать .

1.15. При промывном режиме орошения интенсивность водообмена между зоной аэрации и подземными водами определяется по формуле:

.

1.16. Более обоснованно интенсивность водообмена (инфильтрации) определяется путем решения уравнения влагопереноса и фильтрации методами математического моделирования.

2. Уравнение солевого баланса

2.1. Общий солевой баланс и частные балансы для территории, подлежащей мелиорации в естественном состоянии (до орошения и ввода дренажа), следует определять по уравнениям:

а) общий солевой баланс

, (16)

где - суммарное изменение запасов солей в границах рассматриваемой территории;

- поступление солей с поверхностными водами;

- вынос солей поверхностными водами;

- поступление солей с перетекающими подземными водами;

- вынос солеи с оттоком подземных вод за пределы территории;

- поступление и вынос солей при вертикальном водообмене с глубокими подземными водами (подпитывание напорными водами или переток подземных вод вниз);

- поступление солей с осадками ();

б) баланс солей в зоне аэрации

, (17)

где - изменение запасов в зоне аэрации;

- поступление и вынос солей при вертикальном водообмене между зоной аэрации, и подземными водами;

в) баланс солей подземных вод

, (18)

где - изменение запасов солей в подземных водах в границах рассматриваемой территории.

2.2. Солевые балансы для территории с существующим орошением до строительства дренажа следует определять по уравнениям:

а) общий солевой баланс

, (19)

где - поступление солей с оросительными водами;

- вынос солей с поверхностными сбросами оросительной воды;

б) баланс солей в зоне аэрации

; (20)

в) баланс солей подземных вод

, (21)

где - поступление солей в подземные воды с фильтрационными потерями из оросительных каналов.

2.3. Солевые балансы для орошаемых территорий при наличии дренажа необходимо определять по уравнениям:

а) общий солевой баланс

, (22)

где - вынос солей с дренажными водами;

б) баланс солей в зоне аэрации выражается уравнением (20);

в) баланс солей подземных вод

. (23)

2.4. Балансовые уравнения необходимо дополнять расчетами прогноза водно-солевого режима.

2.5. Поступление и вынос с поверхностными водами следует определять по формуле:

, (24)

где , - минерализация поступающих на массив и вытекающих с массива поверхностных вод.

2.6. Поступление и вынос солей с подземными водами следует определять по формуле:

, (25)

где ; - минерализация поступающих на массив и вытекающих с массива подземных вод.

2.7. При длительной работе оросительных каналов допускается принимать , где - минерализация поливной воды.

2.8. Вынос солей с дренажными водами определяется согласно рекомендуемому прил. 5.

2.9. Величина определяется по рекомендуемому прил. 4 из расчета динамики концентрации почвенного раствора на нижней границе зоны аэрации.