RU2802955C1 - Method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops - Google Patents
Method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802955C1 RU2802955C1 RU2023107704A RU2023107704A RU2802955C1 RU 2802955 C1 RU2802955 C1 RU 2802955C1 RU 2023107704 A RU2023107704 A RU 2023107704A RU 2023107704 A RU2023107704 A RU 2023107704A RU 2802955 C1 RU2802955 C1 RU 2802955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- irrigation
- moisture
- moistened
- layer
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области капельного орошения сельскохозяйственных культур и предназначено для определения поливной нормы, обеспечивающей формирование в почвенном пространстве зон капельного увлажнения с заданными геометрическими и влажностными параметрами. The invention relates to the field of drip irrigation of agricultural crops and is intended to determine the irrigation rate, ensuring the formation of drip moistening zones in the soil space with given geometric and moisture parameters.
Известен способ определения поливных норм при капельном орошении (Храбров, М. Ю. Расчет распространения влаги в почве при капельном орошении / М. Ю. Храбров // Мелиорация и водное хозяйство. – 1999. – № 4. – С. 34–35), включающий получение и использование опытных данных по определению объемной массы расчетного пахотного слоя почвы, влажности слоя при наименьшей влагоемкости, предполивной влажности и глубины увлажнения и расчет поливной нормы:There is a known method for determining irrigation rates for drip irrigation (Khrabrov, M. Yu. Calculation of the distribution of moisture in the soil during drip irrigation / M. Yu. Khrabrov // Melioration and water management. - 1999. - No. 4. - P. 34–35) , including obtaining and using experimental data to determine the volumetric mass of the calculated arable soil layer, layer moisture at the lowest moisture capacity, pre-irrigation moisture and moisture depth and calculation of irrigation norm:
- для средних и тяжелых почв по формуле - for medium and heavy soils according to the formula
где
- для легких почв по зависимости:- for light soils depending on:
где
Недостатками известного способа определения поливных норм при капельном орошении являются: 1) отсутствие рекомендаций по определению значений
Известен способ определения поливных норм при капельном орошении томатов (RU № 2204241), включающий инструментальное определение объемной массы (плотности сложения) почвы, влажности увлажняемого слоя почвы, соответствующей наименьшей влагоемкости, предполивной влажности и использование расчетной зависимости для предварительного определения объема водоподачи (поливной нормы) в виде:There is a known method for determining irrigation rates for drip irrigation of tomatoes (RU No. 2204241), including instrumental determination of the volumetric mass (density) of the soil, the moisture content of the moistened soil layer corresponding to the lowest moisture capacity, pre-irrigation moisture and the use of a calculated relationship for preliminary determination of the volume of water supply (irrigation rate) as:
где
В приведенной зависимости произведение
В заявленном способе предварительно определенная по зависимости (3) величина поливной нормы проверяется постановкой опытных измерений контура увлажнения, формируемого в подкапельном почвенном пространстве, которая при необходимости уточняется (корректируется) изменением значения коэффициента
К недостаткам известного способа относятся нижеследующие:The disadvantages of this known method include the following:
1. Условно принятая форма контура увлажнения почвенного пространства в виде параллелепипеда (с размерами
2. Несоответствие принятой в патенте формы единичного контура капельного увлажнения почвы реально наблюдаемой, а также несоответствие линейных размеров контура реальным (как плановых, так и высотных) приводит к несоответствию расчетных значений объемов увлажняемого почвенного пространства фактическим, что в свою очередь приводит к несоответствию расчетных поливных норм их требуемым значениям.2. The discrepancy between the shape of a single contour of drip moistening of the soil adopted in the patent and the actually observed one, as well as the discrepancy between the linear dimensions of the contour and the real ones (both planned and vertical) leads to a discrepancy between the calculated values of the volumes of moistened soil space and the actual ones, which in turn leads to a discrepancy between the calculated irrigation standards to their required values.
3. При расчетном определении объема водоподачи (поливной нормы) не учитываются такие почвенные характеристики, как содержание в почве глинистых частиц и скорость впитывания воды в почву, влияющие на процессы формирования контуров капельного увлажнения почв, что снижает достоверность определения поливной нормы, обеспечивающей формирование контура увлажнения с требуемыми параметрами и заданной влажностью.3. When calculating the volume of water supply (irrigation rate), soil characteristics such as the content of clay particles in the soil and the rate of water absorption into the soil, which affect the processes of formation of drip moisture contours of soils, are not taken into account, which reduces the reliability of determining the irrigation rate that ensures the formation of a moisture contour with the required parameters and specified humidity.
4. Для корректировки расчетных значений объема водоподачи известный способ предусматривает проведение опытных измерений глубины увлажнения почвы в процессе проведения полива, что требует дополнительных затрат средств, труда и времени.4. To adjust the calculated values of the volume of water supply, the known method involves conducting experimental measurements of the depth of soil moisture during irrigation, which requires additional costs of money, labor and time.
Известен способ определения поливной нормы при капельном поливе растений (RU № 2683724), принятый за прототип, включающий инструментальное определение плотности сложения увлажняемого слоя почвы, наименьшей влагоемкости промачиваемого почвенного слоя, предполивной влажности почвы, среднего по увлажняемому слою почвы содержания глинистых частиц, средней скорости впитывания воды в почву за первый час полива и расчет поливной нормы на одну капельницу, при выдаче которой обеспечивается формирование единичного контура увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с требуемым уровнем постполивной влажности, который производится по зависимости:There is a known method for determining the irrigation rate for drip irrigation of plants (RU No. 2683724), adopted as a prototype, including instrumental determination of the bulk density of the wetted soil layer, the lowest moisture capacity of the soaked soil layer, pre-irrigation soil moisture, the average content of clay particles over the wetted soil layer, the average absorption rate water into the soil during the first hour of irrigation and calculation of the irrigation rate per dropper, the dispensing of which ensures the formation of a single moisture circuit with a given depth of soil layer moisture and with the required level of post-irrigation moisture, which is produced according to the dependence:
где
К недостаткам принятого за прототип способа относятся следующие:The disadvantages of the method adopted as a prototype include the following:
1. Способ не учитывает величину расхода капельного водовыпуска (интенсивность водоподачи), которая оказывает значимое влияние на геометрические параметры зоны увлажнения, формируемой объемом воды, подаваемой одним капельным водовыпуском за один полив (поливной нормой).1. The method does not take into account the flow rate of the drip water outlet (water supply intensity), which has a significant impact on the geometric parameters of the moistening zone formed by the volume of water supplied by one drip water outlet per irrigation (irrigation rate).
2. При расчете поливной нормы не учитывается влажность почвы, при которой начинается полив и формирование контура капельного увлажнения почвы. Уровень дополивной влажности почвы так же оказывает значимое влияние на размеры контура капельного увлажнения почвы и на величину поливной нормы, необходимую для формирования зоны увлажнения с требуемой глубиной.2. When calculating the irrigation rate, the soil moisture at which watering begins and the formation of a drip soil moisture contour is not taken into account. The level of additional soil moisture also has a significant impact on the size of the soil drip moisture contour and on the amount of irrigation norm required to form a moisture zone with the required depth.
3. Известный способ предусматривает использование в качестве одной из почвенных характеристик среднюю скорость впитывания воды в почву за 1-й час полива, которая является трудоемкой в инструментальном определении и при учете характеристик объемной массы, механического состава и наименьшей влагоемкости почвы может быть исключена из расчета без снижения точности получаемых значений поливной нормы.3. The known method involves using as one of the soil characteristics the average rate of water absorption into the soil during the 1st hour of irrigation, which is labor-intensive to determine instrumentally and, when taking into account the characteristics of volumetric mass, mechanical composition and the lowest moisture capacity of the soil, can be excluded from the calculation without reducing the accuracy of the obtained irrigation norm values.
Задачей изобретения является повышение точности определения поливной нормы на один капельный водовыпуск, обеспечивающей формирование зоны капельного увлажнения почвы с заданными глубиной увлажнения и влажностью.The objective of the invention is to increase the accuracy of determining the irrigation rate per one drip water outlet, ensuring the formation of a zone of drip moistening of the soil with a given depth of moistening and humidity.
Технический результат – обеспечение дозированной подачи поливной воды в корнеобитаемое почвенное пространство в объеме, позволяющем в определенных почвенных и технологических условиях капельного полива сформировать в почвенном пространстве зону капельного увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с определенным уровнем постполивной влажности внутриконтурного пространства. The technical result is to provide a dosed supply of irrigation water to the root-inhabited soil space in a volume that allows, under certain soil and technological conditions of drip irrigation, to form a drip moistening zone in the soil space with a given depth of soil layer moisture and with a certain level of post-irrigation moisture in the intra-circuit space.
Указанный технический результат достигается предлагаемым способом определения поливной нормы при капельном орошении сельскохозяйственных культур, включающем инструментальное определение плотности сложения увлажняемого слоя почвы, наименьшей влагоемкости промачиваемого почвенного слоя, содержания глинистых частиц в почве и расчет поливной нормы, при выдаче которой обеспечивается формирование зоны увлажнения почвы с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с требуемым уровнем постполивной влажности, отличающийся тем, что совместно с почвенными характеристиками учитывается влияние интенсивности водоподачи (расхода капельницы) и предполивной влажности почвы на величину поливной нормы, расчет которой производится по зависимости:The specified technical result is achieved by the proposed method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops, including instrumental determination of the bulk density of the wetted soil layer, the lowest moisture capacity of the soaked soil layer, the content of clay particles in the soil and the calculation of the irrigation rate, the issuance of which ensures the formation of a soil moisture zone with a given depth of soil layer moisture and with the required level of post-irrigation moisture, characterized in that, together with soil characteristics, the influence of water supply intensity (dropper flow rate) and pre-irrigation soil moisture on the value of the irrigation rate is taken into account, calculated according to the dependence:
Для подтверждения адекватности предлагаемого способа определения поливной нормы ниже приведены примеры расчета поливной нормы для условий трех опытных участков по зависимости из прототипа, предлагаемому способу и их сравнение с зафиксированными в процессе капельного полива на опытных участках показателями. To confirm the adequacy of the proposed method for determining the irrigation rate, below are examples of calculating the irrigation rate for the conditions of three experimental plots based on the dependence from the prototype, the proposed method and their comparison with the indicators recorded during the drip irrigation process on the experimental plots.
Участок № 1. Исходные данные:
При подаче поливной нормы
Расчет поливной нормы по зависимости из прототипа:Calculation of irrigation rates based on the dependence from the prototype:
Расчет поливной нормы по предлагаемому способу:Calculation of irrigation rates using the proposed method:
= 4,78 · 1,32 · 0,963 · (1,09 · 1,0 · 1,06)2 · (1,0 – 0,7) · 27,4 = 61,6 л/кап.= 4.78 · 1.32 · 0.96 3 · (1.09 · 1.0 · 1.06) 2 · (1.0 – 0.7) · 27.4 = 61.6 l/drop.
Отклонение поливной нормы по прототипу от фактической составит:The deviation of the irrigation norm according to the prototype from the actual one will be:
Отклонение поливной нормы по предлагаемому способу от фактической составит:The deviation of the irrigation norm according to the proposed method from the actual one will be:
Участок № 2. Исходные данные:
При подаче поливной нормы
Результаты расчета приведены в таблице 1.The calculation results are shown in Table 1.
Участок № 3. Исходные данные:
При подаче поливной нормы
Результаты определения поливной нормы по прототипу и предлагаемому способу для участков №1, №2 и №3 приведены в таблице:The results of determining the irrigation rate using the prototype and the proposed method for areas No. 1, No. 2 and No. 3 are shown in the table:
Отклонения расчетной поливной нормы по предлагаемому способу от фактической, необходимой для формирования зоны капельного увлажнения почвы с требуемой глубиной и влажностью, значительно меньше таковых, определенных для поливной нормы, рассчитанной по прототипу. Следовательно, предлагаемый способ определения поливной нормы при капельном поливе сельскохозяйственных культур позволит более точно рассчитать объем воды, который необходимо подать в почвенное пространство одним капельным водовыпуском для формирования зоны увлажнения почвы с требуемыми геометрическими и влажностными параметрами.Deviations of the calculated irrigation norm according to the proposed method from the actual one, necessary for the formation of a zone of drip moistening of the soil with the required depth and humidity, are significantly less than those determined for the irrigation norm calculated according to the prototype. Consequently, the proposed method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops will make it possible to more accurately calculate the volume of water that needs to be supplied to the soil space with one drip water outlet to form a soil moisture zone with the required geometric and moisture parameters.
Способ определения поливной нормы при капельном орошении сельскохозяйственных культур дает приемлемые для практического применения результаты с погрешностью не более 8 % в диапазоне исходных данных:
Claims (17)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2802955C1 true RU2802955C1 (en) | 2023-09-05 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU95122031A (en) * | 1995-12-20 | 1997-02-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова | Irrigation rate determining method |
UA21791A (en) * | 1995-02-17 | 1998-04-30 | Інститут Грунтознавства Та Агрохімії Ім. О.H. Соколовського Уааh | Method for irrigating |
RU2204241C1 (en) * | 2001-10-18 | 2003-05-20 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия" | Method for determining tomato drop irrigation rates |
RU2683724C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-04-01 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Method for determining irrigation rate drip irrigation of plants |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA21791A (en) * | 1995-02-17 | 1998-04-30 | Інститут Грунтознавства Та Агрохімії Ім. О.H. Соколовського Уааh | Method for irrigating |
RU95122031A (en) * | 1995-12-20 | 1997-02-20 | Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова | Irrigation rate determining method |
RU2204241C1 (en) * | 2001-10-18 | 2003-05-20 | Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия" | Method for determining tomato drop irrigation rates |
RU2683724C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-04-01 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Method for determining irrigation rate drip irrigation of plants |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МЕЛИОРАЦИЯ И ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО: ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ РЕШЕНИЯ. МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ. ТОМ I. - М.: ИЗД. ВНИИА, 2016. - 452 с. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Karmeli et al. | Trickle irrigation design | |
Lyle et al. | LEPA irrigation system evaluation | |
WO2011065557A1 (en) | Planting device and feed-water control method | |
Thompson et al. | Water droplet impact and its effect on infiltration | |
ITRM940700A1 (en) | "LIQUID SPRAYING DEVICE" | |
RU2802955C1 (en) | Method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops | |
RU2683724C1 (en) | Method for determining irrigation rate drip irrigation of plants | |
Turner et al. | Discharge-depth equation for shallow flow | |
CN110442972B (en) | Method for determining optimal plant density of three-dimensional geotechnical net cushion ecological slope protection surface | |
Palmer et al. | Sizing farm reservoirs for supplemental irrigation of corn. Part I: Modeling reservoir size yield relationships | |
Pene | Sugar cane yield response to deficit irrigation at two growth stages | |
Shirmohammadi et al. | Effect of soil surface conditions on infiltration for shallow water table soils | |
Jobbágy et al. | Evaluation of the coefficient of uniformity and non-uniformity of irrigation for wide-range irrigators in various field conditions. | |
JPH10113588A (en) | Artificial rainfall device | |
WO2003060397A1 (en) | Controlled snow-making process and apparatus | |
Larguech | Evaluation of water application efficiencies for handmove sprinkler systems | |
Çiftçi et al. | Wetting geometry for different soils in point source surface drip irrigation | |
Hiba et al. | Using the step by step models to evaluate field application uniformity of subsurface drip irrigation systems | |
SULAIMAN et al. | EVALUATION OF SOME UNIFORMITY COEFFICIENTS FOR PRESSURIZED IRRIGATION SYSTEMS UNDER FIELD CONDITIONS IN DUHOK GOVERNORATE (IRAQI KURDISTAN) | |
Silva et al. | Modeling evaporation and microclimate changes in sprinkle irrigation: II. Model assessment and applications | |
Osman et al. | Soil moisture uniformity under low-pressure sprinkler irrigation system | |
Khoshnam | Analysis of nozzle spray distribution for different nozzle height and pressure | |
Huang et al. | Experimental and numerical analysis of drip tape layout for irrigation of sugarcane in latosol | |
US7124958B2 (en) | Controlled snow-making process and apparatus | |
Ayare et al. | Performance evaluation of gravity fed inline drip irrigation system. |