Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 58331.3-2019 "Системы и сооружения мелиоративные. Водопотребность для орошения сельскохозяйственных культур. Общие требования" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 марта 2019 г. N 86-ст)

Reclamation systems and structures. Water requirement for irrigation of crops. General requirements

ОКС 65.020

Дата введения - 1 июля 2019 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Федеральным государственным бюджетным научным учреждением "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (ФГБНУ ВНИИ "Радуга")

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 151 "Мелиорация"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 марта 2019 г. N 86-ст

4 Введен впервые

Введение

Настоящий стандарт разработан в соответствии с Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании" с целью обеспечения требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" и Федерального закона от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды".

Настоящий стандарт устанавливает нормативы водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур по областям Центрального, Северо-Западного, Приволжского, Уральского, Сибирского, Дальневосточного, Южного и Северо-Кавказского федеральных округов.

В настоящем стандарте изложена методика определения показателей тепло-, влагообеспеченности территории и количественных параметров режимов орошения, а также представлены нормы водопотребности для орошения в регионах России (нетто, брутто и средневзвешенные на структурный гектар).

Основой расчета норм водопотребности являются дефициты водопотребления, скорректированные с учетом коэффициента потерь оросительной воды. Количественные значения норм водопотребности научно обоснованы и подтверждены на практике, для расчета использовались компьютерные программы "Расчет динамики агроклиматических ресурсов и их регулирование" и "Расчет параметров режимов орошения сельскохозяйственных культур", имеющие государственную регистрацию.

Актуальность разработанной методики заключается в том, чтобы при определении и назначении основных параметров орошения - оросительных и поливных норм, поливных режимов, а также при выборе технологии и технических средств полива строго соблюдалась их адаптация к лимитирующим показателям климата, почв, растений.

Практическое применение данной методики позволит обеспечить значительное водосбережение, снижение капитальных затрат и эксплутационных издержек, а также улучшение экологической ситуации в орошаемом земледелии, что подтверждает необходимость разработки настоящего стандарта.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает нормативы водопотребности для орошения сельскохозяйственных культур по субъектам Центрального, Северо-Западного, Приволжского, Уральского, Сибирского, Дальневосточного, Южного и Северо-Кавказского федеральных округов.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 аридная зона: Географическая зона, характеризуемая засушливым климатом с годовой испаряемостью, превышающей атмосферные осадки (сухие степи, полупустыни, пустыни).

2.2 величина стока: Количество воды, стекающей с водосбора за определенный интервал времени; как правило, величина стока выражена в виде объема, модуля или слоя стока.

2.3 влагоемкость почвы: Способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды, выраженная в количестве влаги в процентах от массы сухой почвы или от ее объема, а также в миллиметрах водного слоя.

2.4

водные ресурсы: Запасы поверхностных и подземных вод рассматриваемой территории. [ГОСТ 19185-73, статья 1]

2.5 водопользование: Использование водных объектов с изъятием и без изъятия вод.

2.6 водопотребление: Объем воды, расходуемой сельскохозяйственным полем на транспирацию растений и испарение с почвы.

2.7 гумидная зона: Географическая зона, характеризуемая превышением годовых атмосферных осадков над суммой испарения, транспирации и инфильтрации вод.

2.8 дефицит водопотребления: Разница между эвапотранспирацией и алгебраической суммой показателей, обуславливающих естественную природную увлажненность сельскохозяйственного угодья.

2.9 засушливая (полуаридная) зона: Географическая зона полусухого климата с периодическими засухами, в пределах которой сельскохозяйственные угодья испытывают дефицит увлажнения (умеренно сухая степная зона).

2.10 зона неустойчивого увлажнения: Географическая зона с годовыми и внутригодовыми колебаниями соотношения атмосферных осадков и суммы испарения, транспирации и инфильтрации вод (лесостепная и лесная зоны).

2.11 испаряемость (потенциальная эвапотранспирация): Максимально возможное испарение в конкретных природно-климатических условиях с данной подстилающей поверхности при достаточном, не ограничивающем процесс испарения, увлажнении почвогрунтов.

2.12 коэффициент природного увлажнения: Интегральный показатель изменчивости климата, который наиболее объективно характеризует тепло-, влагообеспеченность периодов в различные годы.

2.13 норма водопотребности: Количество воды, которое следует подать (или подается) на единицу площади поливного участка, м³/га или мм, для восполнения дефицита водопотребления культуры за расчетный отрезок времени.

2.14 оросительная норма нетто: Количество воды, которое следует подать (или подается) на единицу площади поливного участка, м³/га или мм, за весь оросительный период в целях получения прогнозируемого урожая.

2.15 оросительная норма брутто: Норма, включающая оросительную норму нетто и потери воды на пути от водоисточника до растения.

2.16 поливная норма: Количество воды, подаваемое на один гектар посева орошаемой культуры за один полив, зависящее от глубины корнеобитаемого слоя почвы, подлежащего увлажнению, особенностей культуры и фазы ее развития, гранулометрического состава и водно-физических свойств почвы, вида, способа и технологии полива.

2.17 режим орошения: Совокупность поливных норм, сроков, числа и продолжительности поливов сельскохозяйственных культур, рассчитываемая в соответствии с биологическими особенностями растений, климатическими, почвенными и гидрогеологическими условиями орошаемого участка, способом и техникой полива, агротехникой растений.

2.18 эвапотранспирация: Испарение с поверхности почвы совместно с транспирацией.

3 Основные нормативные положения

Основой расчета норм водопотребности являются дефициты водопотребления, скорректированные в каждом случае на потери оросительной воды.

3.1 Методика определения показателей тепло-, влагообеспеченности территории

3.1.1 Для полноценной оценки природного потенциала тепла и влаги сельскохозяйственно используемой территории рекомендуются следующие комплексные показатели:

- испаряемость (потенциальная эвапотранспирация);

- атмосферные осадки;

- активные влагозапасы почвы в диапазоне от наименьшей влагоемкости (HB) до влажности разрыва капиллярной связи;

- коэффициент природного увлажнения К_у, равный соотношению элементов водного и теплового балансов.

3.1.2 Испаряемость Е, мм, рассчитывают по модифицированной формуле Н.Н. Иванова

,

где K_t - энергетический фактор испарения, мм/мб, учитывающий нелинейность связи E и d при изменении температуры воздуха;

d - дефицит влажности воздуха, мб;

f(v) - ветровая функция, учитывающая влияние скорости ветра на интенсивность испарения.

Для выполнения расчетов выбраны репрезентативные в регионе метеостанции с наблюдениями метеоданных не менее чем за 35-60 лет.

3.1.3 Показатель тепло-, влагообеспеченности - коэффициент увлажнения K_у рассчитывают по зависимости

,

где K_у - коэффициент природного увлажнения за период, в течение которого среднесуточная температура воздуха t  5 °С;

W_a - активные запасы влаги в метровом слое почвы на начало расчетного периода (дата перехода среднесуточной температуры воздуха через + 5 °С), мм;

Р - сумма атмосферных осадков за расчетный период, мм;

Е - испаряемость (потенциальная эвапотранспирация) за тот же период, мм.

По средним многолетним значениям коэффициентов увлажнения K_у с использованием линейной интерполяции составляют карту изолиний K_у, показывающая изменчивость K_у по территории. Выделяют физико-географические (природные) зоны на те территории, границы которых сопряжены с граничными значениями K_у.

Градации K_у и соответствующие им природные зоны:

K_у < 0,20 - пустынная зона;

K_у = 0,21-0,30 - полупустынная зона;

K_у = 0,31-0,40 - сухостепная зона;

K_у = 0,41-0,50 - умеренно сухая степь;

K_у = 0,51-0,80 - лесостепная зона;

K_у > 0,80 - лесная зона.

3.2 Методика определения суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур

Эвапотранспирацию (суммарное испарение) сельскохозяйственных культур E_v, мм, как исходную величину водно-балансовых расчетов при определении оросительных норм, рассчитывают по формуле

,

где Е - испаряемость, мм;

K_б - биологический коэффициент, характеризующий роль растений в расходовании влаги сельскохозяйственным полем;

K_o - микроклиматический коэффициент, учитывающий изменение микроклимата сельскохозяйственного поля под влиянием орошения.

Пропорциональность между суммарным водопотреблением и испаряемостью фиксируется коэффициентами биологическим K_б и микроклиматическим K_o, для определения которых использованы опытные данные, получаемые в условиях изучаемого региона (см. приложение А).

3.3 Основные положения методики определения оросительных норм нетто

3.3.1 Оросительную норму нетто М_нт, мм, сельскохозяйственной культуры рассчитывают по зависимости:

,

,

где - дефицит водопотребления культуры за расчетный интервал (декада, месяц), мм;

Е_v - оптимальное водопотребление культуры за расчетный период, мм;

W_а - активные влагозапасы в деятельном слое почвы к началу расчетного периода, мм;

Р - атмосферные осадки за расчетный период, мм;

G - капиллярное использование грунтовых вод при их близком залегании (не более 3 м), мм;

Y - отток влаги за пределы орошаемого поля, в том числе поверхностный и глубинный, мм.

3.3.2 Декадные дефициты водопотребления для сельскохозяйственных культур должны быть рассчитаны по каждой метеостанц