Диссертация (1151714), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Методика длясоставленияэтойпрограммывыполненаФАО(Продовольственнаясельскохозяйственная организация) под руководством Комитета по ирригации иводопотреблению Американского общества гражданских инженеров [126]. Длярасчета эвапотранспирации был предложен метод Пенмана-Монтейна какединственный стандартный метод. В основы этого метода в 1948г Пенманобъединил теорию энергетического баланса с методом переноса массы и вывелуравнение для расчета испарения с открытой водной поверхности длястандартных климатических условий с использованием солнечного освещения,температуры,влажностивоздухаискоростиветра.Предложенныйкомбинированный метод в дальнейшем был развит многими исследователями ираспространен на почвы с сельскохозяйственными культурами путем введенияфакторов сопротивления.
Расчетная формула Пенмана–Монтейта выглядит так:(5.1)где ETо – потенциальная эвапотранспирация (мм день-1);Rn – радиация нетто на поверхности культуры [MДжм-2 день-1];G – плотность почвенного теплового потока [MДжм-2 день-1];156T – средняя дневная температура воздуха на высоте 2м [оС];u2 – скорость ветра на высоте 2 м [м с-1];Δ – наклон кривой давления насыщенного пара [кПа oC-1];γ – психометрическая постоянная [кПа oC-1];ea – фактическое давление пара [кПа];es – давление насыщенного пара [кПа];es - ea – дефицит давления насыщенного пара [кПа].После определения потенциальной эвапотранспирации должны бытьучтены биологические коэффициенты, характеризующие роль растений.
Обычноэти коэффициенты зависят от площади листовой поверхности растений на поле, аформа биологической кривой примерно повторяет кривую развития листовойповерхности, выраженную через индекс листовой поверхности. Зная процент отпериодавегетации,пографикунаходятбиологическийкоэффициент,соответствующий данному периоду, и умножают его на значение ET0 за этот жепериод, в результате получается суммарное водопотребление растения (ETс). В2009 году ФАО разработало программу для определения потенциальнойэвапотранспирации, которая проводится в соответствии с порядком вычислений,описанным в FAO. После введения биологических коэффициентов культуры вформулу потенциальной эвапотранспирации (ET0) определяется ее суммарноеводопотребление (ETс). На начало, середину и конец вегетации биологическиекоэффициенты каждой культуры устанавливались по литературным данным(4,101).
В процессе обработки данных в программе CROPWAT 8 получаемрезультаты параметров орошения и требования к нему.Расчеты режима орошения и декадных гидромодулей для различныхусловий тепло-влагообеспеченности определялись дляхолодных вегетационных периодовочень влажных и(5% обеспеченность осадков и 95%обеспеченность температуры воздуха- нами принят 1976г), средне влажных исредне холодных периодов (25% обеспеченность осадков и 75% обеспеченностьтемпературы воздуха-1968г), средних периодов вегетации (обеспеченность 50%осадков и температуры воздуха-2009г), средне сухих и средне теплых периодов157(75% обеспеченность осадков и 25% обеспеченность температуры воздуха-1979г)и очень сухих и очень теплых периодов (95% обеспеченность осадков и 5%обеспеченность температуры воздуха-2002г).Для рассматриваемых обеспеченностей по данным метеостанции ВДНХасоставляем таблицу с исходными данными для ввода их в программу CROPWAT8: температуру воздуха (min и max), осадки, относительную влажность воздуха,скорость ветра, часы солнечного сияния (табл.5.1).
Эффективные осадкиопределялись по формуле ФАО :Pэф=0,6*Р-10 (при Р<70мм), или Pэф=0,8*Р-24 (при Р>70мм)(5.2)где Р-атмосферные осадки за месяц.Таблица 5.1 Исходные климатические данные используемые в программеCROPWAT 8 для различных по тепло-влагообеспеченности вегетационных периодовГод1976196820091979МесяцТемпературавоздуха,◦CАтмосферныеосадки,ммОтн.влажностьвоздуха,%Скоростьветра,м/сСолнечноесияние,час.17,618,517,316,615,3minmaxмайиюньиюльавгустсентябрь-1,52,96,94,6-5,222,625,026,525,422,9120128138532569743,74,22,93,14средняяили сумма1,524,5464,674,73,617,1майиюньиюльавгустсентябрь-0,13,25,18,2-2,128,131,529,028,327,647211491234061762,62,93,11,42,117,618,517,316,615,3средняяили сумма2,928,9378,568,82,417,1майиюньиюльавгустсентябрь0,26,76,57,03,225,729,430,026,525,05946918643708311,10,91,10,717,618,517,316,615,3средняяили сумма4,727,3325,077,21,017,1майиюньиюльавгуст0,15,69,07,130,329,324,328,6104214432553,74,43,23,217,618,517,316,67477805776757577815777741582002сентябрь1,223,499813,915,3средняяили сумма4,627,2327,768,73,717,1майиюньиюльавгустсентябрь-0,44,411,74,2-1,025,029,632,532,428,918502421806275110,60,80,817,618,517,316,615,3средняяили сумма3,829,7192,267,00,817,1686268Исходные данные вводились в программу CROPWAT 8 отдельно по каждойкультуре: картофель, яровая пшеница и столовая свекла.
В условиях Московскойобласти преобладающими являются дерново-подзолистые среднесуглинистыепочвы, которые характеризуются следующими данными:общая доступная почвенная влага (продуктивная влага) на начало вегетациисельскохозяйственныхмаксимальнаякультурскоростьпринималасьинфильтрациивосадковдиапазонесоставляла110-120мм,35мм/сут,максимальная глубина корней (0,25м в начале вегетации и 0,5м в середине иконце вегетации), начальное истощение почвенной влаги-соответствовалапродуктивным влагозапасам.После ввода всех параметров в программуполучаем следующие данные: коэффициент биологической кривой, суммарноеводопотребление (мм за сутки и декаду), эффективность дождей (мм за декаду),потребность в орошении (мм за декаду), оросительную норму (мм за вегетацию),график поливов, схема подачи воды или гидромодуль в л/с/га.Полученные результаты по орошению картофеля приведены в табл.5.2.Вегетационный период принимался 123 дня с 11 мая по 10 сентября.
Изполученных данных следует, что в очень влажном и очень холодном по тепловлагообеспеченности вегетационного периода1976 года водопотреблениекартофеля по декадам вегетации изменялась в пределах от 13,2 до 46,4 мм.159Таблица 5.2Параметры режимов орошения картофеля для вегетационных периодов с различной тепло-влагообеспеченностью2002г.1979г.2009г.1968г.1976г.ГодМесяцДекадаБиол.коэф. (Кс)Водопотребление (мм/дек)Май20,30Май30,30Июнь10,30Июнь20,42Июнь30,61Июль10,79Июль20,86Июль30,80Август10,70Август20,61Август30,51Сентябрь10,43Итого14,716,916,424,034,143,446,444,933,927,824,613,2340,3Потр.в орошении (мм/дек)Гидромодуль (л/с/га)Биол.коэф.
(Кс)Водопотребление (мм/дек)0,00,00,300,00,00,305,111,817,226,00,820,710,5210,90,040,43169,40,8124,70,260,6222,70,6219,10,200,8823,00,308,90,090,4318,3021,9022,4034,4046,9056,5057,6052,5036,5027,2024,2012,70411,10Потр.в орошении (мм/дек)Гидромодуль (л/с/га)Биол.коэф. (Кс)Водопотребление (мм/дек)11,40 17,100,110,400,4021,9044,6031,508,200,830,750,614,200,020,54218,900,820,500,050,684,900,6620,600,270,8819,600,4034,400,390,5018,5021,8021,6029,0038,0047,7051,6047,9034,4027,4023,4011,40372,70Потр.в орошении (мм/дек)Гидромодуль (л/с/га)Биол.коэф.
(Кс)Водопотребление (мм/дек)8,70 13,400,080,300,3016,1029,9033,8018,300,780,690,516,000,020,43238,100,7811,300,150,6010,900,6033,700,370,8531,000,3025,000,270,4222,5024,7022,9032,4040,4041,7036,2039,7036,3033,4026,8011,80368,80Потр.в орошении (мм/дек)Гидромодуль (л/с/га)Биол.коэф. (Кс)Водопотребление (мм/дек)22,50 24,500,180,300,3021,4028,8014,7030,500,00242,800,750,750,6633,400,330,5823,200,580,000,110,8113,400,3030,400,310,410,500,4213,6016,3016,4024,2033,7042,5045,5045,3035,9030,8025,0011,40340,60Потр.в орошении (мм/дек)Гидромодуль (л/с/га)13,60 15,400,1510,8016,000,2727,7039,7044,600,5244,4035,6030,800,3922,602,300,02303,50160Наибольшие его значение характерны для июля, а наименьшие показателизафиксированы в первой декаде сентября. В целом за вегетационный периодсуммарное водопотребление картофеля составило 340,3 мм. при среднесуточномзначении 2,8 мм.
При этом потребность в орошении возникает только с первойдекады июня и дефицит водопотребления изменяется в диапазоне от 5,1 мм до26,0мм. наибольшие показатели потребности в орошении возникают в августе,когда дефицит водопотребления за каждую декаду достигал 22,7- 26,0мм. В целомза вегетационный период потребность в орошении (дефицит водопотребления)составила 169,4 мм., который наблюдался в течение 10 недель с первой декадыиюня до конца первой декады сентября.
В зависимости от потребности ворошении существенно изменялся -гидромодуль в июне ипервой декадесентября он составлял 0,09-0,04 л/с на 1 га. В среднем за июль и августгидромодуль увеличивался соответственно до 0,20 и 0,26 л/с на 1 га. В маедефицит водопотребления не отмечался и потребность в орошении отсутствовало,а следовательно гидромодуль был равен нулю.В вегетационный период 1968года, который по тепло-влагообеспеченностиможноотнестиксредневлажномуисреднехолодному,суммарноеводопотребление картофеля составило 411,1 мм и по декадам вегетацииизменялась в пределах от 12,7 до 57,6 мм.
Наиболее высокие значенияводопотребления картофеля наблюдались в период со второй декады июня попервую декаду августа включительно, а наименьшие его значения были отмеченыво второй декаде мая и первой декаде сентября. В течение всего вегетационногопериода выявлена потребность в орошении и по декадам она изменялась от 0,5 до44,6 мм, а в целом за вегетацию картофеля составила 218,9 мм. Наиболее высокаяпотребность в орошении наблюдалась во второй и третьей декаде июня и первойдекаде июля. К концу вегетационного периода, начиная с второй декады августапотребность в орошении снижалась от 0,5 до 4,9 мм.
Следовательно, требованиекартофеля к дефициту влаги прослеживалось в течение всех двенадцати декадвегетации. Во второй декаде августа в связи с выпадение большого количестваосадков потребность в орошении была ничтожно мала и составляла 0,5мм за161декаду. По декадам и месяцам вегетационного периода картофеля гидромодульизменялся от 0,02 до 0,39 л/с на 1га. Наибольшие его значения былизафиксированы в июне, где величина гидромодуля составляла 0,39 л/с на 1 га,меньшие значения получены в июле (0,27 л/с на 1 га) и в мае 0,11 л/с на 1 га., аочень незначительные показатели гидромодуля характерны для августа (0,05 л/сна 1 га) и особенно для первой декады сентября (0,02л/с на 1 га).Всреднемпотепло-влагообеспеченности2009гсуммарноеводопотребление картофеля составляло 372,7 мм , а по декадам оно изменялось от11,4 ( в первой декаде сентября) и до 51,60мм ( во второй декаде июля).
При этомпотребность в орошении в целом за вегетационный период составляет 238,1 мм,которая прослеживается в течение всех декад вегетации и изменяется в диапазонеот 6,0 мм (первая декада сентября) до 33,7 и 33,8 мм соответственно во второй ипервой декадах июля.Расход воды на один гектар орошаемой площади по месяцам вегетацииизменялся в пределах от 0,02 до 0,37 л/с.
Наибольший гидромодуль отмечался виюне и июле и составлял соответственно 0,27 и 0,37 л/с на 1 га, а наименьшие егорасчетные значение наблюдались в первой декаде сентября- 0,02 л/с на 1 га и вмае 0,08 л/с на 1 га.В средне влажном и средне теплом 1979г водопотребление картофелясоставило 368,8мм и по декадам вегетации варьировало в пределах 11,8 -41,7мм.Наиболее высокие его значения были отмечены в летний период (со второйдекады июня до конца второй декады августа). Потребность в орошении запериод вегетации картофеля составило 242,8мм. Из 12 декад вегетационногопериода во второй декаде июля и первой декаде сентября потребность ворошении отсутствовала из-за обильных осадков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
