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 PDF

Info

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
Application number
RU2023107704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Степанович Масный
Виктор Николаевич Шкура
Андрей Сергеевич Штанько
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2802955C1 publication Critical patent/RU2802955C1/en

Links

Abstract

FIELD: drip irrigation of crops.
SUBSTANCE: method consists in the instrumental determination of the density of the moistened 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 zone of soil moisture. Together with soil characteristics, the influence of water supply intensity (dropper consumption) and pre-irrigation soil moisture on the irrigation rate is taken into account, the calculation of which is made according to the dependence: N drip = 4.78·y vol ·h mois 3 ·(P p ·k q ·k β ) 2 ·(ε post pre ) · β mm where N drip is the irrigation rate per one drip water outlet, l/drop; y vol is the density of soil composition averaged over the depth of the moistened layer, t/m3; h mois is the thickness (depth) of the moistened soil layer, m; P p is the parameter characterizing the influence of soil characteristics on the geometrical parameters of the moisture contour: Pp = 0.5·[0.66+0.009·Wc+0.034·Wmm] where Wc is the average content of clay particles in the moistened soil layer, % of the mass of dry soil (% MDS); Wmm is the average value of the minimal moisture for the moistened soil layer, % MDS; k q is the coefficient characterizing the effect of water supply intensity on the geometrical parameters of the humidity circuit: k q =(Q drop /2) 0.1Wc/Wmm , Q drop is the consumption of drip water outlet, l/h; k β is the coefficient characterizing the influence of pre-irrigation soil moisture on the geometric parameters of the moisture contour: k β =(W c /W mm )0.4·(1-βpremm) 0.1Wc/Wmm ; βpre is the average pre-irrigation soil moisture for the moistened soil layer, % MDS; βmm is the soil moisture corresponding to the minimal moisture which is average in the moistened layer, % MDS, βmm = Wmm; ε post and ε pre is the shares of βmm indicating levels of post-irrigation and pre-irrigation soil moisture, respectively, measured in fractions of a unit.
EFFECT: dosed supply of irrigation water to the root-inhabited soil space.
1 cl, 1 tbl

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 m – поливная норма, м3/га; V ш . = ( 2 / 3 ) π R ш . 2 H – объем контура увлажнения, формирующегося под капельницей в форме шарового сектора, м3; R ш . – радиус шарового сектора, м; H – высота шарового слоя (высота увлажняемого контура), м; γ – плотность сложения почвы, т/м3; β н . – влажность почвы, равная наименьшей влагоемкости, % от массы сухой почвы (% МСП); β п . – средняя по увлажняемому слою предполивная влажность, % МСП; Where m – irrigation norm, m 3 /ha; V w .With . = ( 2 / 3 ) π R w .With . 2 H – volume of the humidification circuit formed under the dropper in the form of a spherical sector, m 3 ; R w .With . – radius of the spherical sector, m; H – height of the spherical layer (height of the wetted contour), m; γ – soil density, t/ m3 ; β n .V . – soil moisture equal to the lowest moisture capacity, % of the mass of dry soil (% MSP); β P .V . – average pre-irrigation moisture content over the wetted layer, % MSP;

- для легких почв по зависимости:- for light soils depending on:

где H – высота контура увлажнения в форме усеченного конуса, м; Where H – height of the humidification contour in the shape of a truncated cone, m;

R у . и r у . – радиусы оснований усеченного конуса, м; R at .To . And r at .To . – radii of the bases of the truncated cone, m;

π H ( R у . 2 + r у . R у . + r у . 2 ) / 3 = V у .  – объем контура увлажнения в форме усеченного конуса, м3. π H ( R at .To . 2 + r at .To . R at .To . + r at .To . 2 ) / 3 = V at .To . – volume of the humidification circuit in the shape of a truncated cone, m3 .

Недостатками известного способа определения поливных норм при капельном орошении являются: 1) отсутствие рекомендаций по определению значений R ш . , R у . и r у . для широкого спектра почвенных и технологических условий полива, что ограничивает его применение; 2) объемы контура определяются по условно принятой его форме (его очертанию) в виде шарового сектора (усеченного сверху и снизу шара) для тяжелых и средних почв и в виде усеченного конуса для легких почв, что не во всех почвенных условиях реально наблюдается. Указанное обстоятельство не позволяет с необходимой для практики точностью определить поливную норму для различных почвенных и технологических условий полива. The disadvantages of the known method for determining irrigation norms for drip irrigation are: 1) lack of recommendations for determining the values R w .With . , R at .To . And r at .To . for a wide range of soil and technological irrigation conditions, which limits its use; 2) the volumes of the contour are determined by its conventionally accepted shape (its outline) in the form of a spherical sector (a ball truncated at the top and bottom) for heavy and medium soils and in the form of a truncated cone for light soils, which is not actually observed in all soil conditions. This circumstance does not allow us to determine the irrigation rate for various soil and technological irrigation conditions with the accuracy necessary for practice.

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 V – объем водоподачи (поливная норма), м3; a – расстояние между капельницами, м; b – ширина полосы увлажнения, м; h – глубина промачиваемого (увлажняемого) слоя, м; α – объемная масса (плотность сложения) почвы, т/м3; k н – коэффициент, учитывающий степень порозности почвы и водопроницаемости на всей площади орошаемого участка при капельном способе полива; W НВ – средняя влажность активного слоя почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, % МСП; λ – коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующий допустимой границе ее иссушения, в долях единицы. Where V – volume of water supply (irrigation norm), m3 ; a – distance between droppers, m; b – width of the moistening band, m; h – depth of the soaked (moistened) layer, m; α – volumetric mass (density) of the soil, t/ m3 ; k n – coefficient that takes into account the degree of soil porosity and water permeability over the entire area of the irrigated area using the drip irrigation method; W NV – average moisture content of the active soil layer, corresponding to the lowest moisture capacity, % MSP; λ – coefficient of pre-irrigation soil moisture corresponding to the permissible limit of soil drying, in fractions of unity.

В приведенной зависимости произведение a b h соответствует объему единичного контура капельного увлажнения W кон , что позволяет записать ее в виде V = W кон α k н ( W НВ λ W НВ ) , т. е. в виде близком к формуле (1).In the given dependence the product a b h corresponds to the volume of a single drip humidification circuit W con , which allows us to write it in the form V = W con α k n ( W NV λ W NV ) , i.e. in a form close to formula (1).

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 k н . При экспериментальной проверке соответствия принятых в расчете и опытных параметров контура откалиброванную или эталонную капельницу с инструментально определенными характеристиками размещают на орошаемом участке установленного типа почвы и посредством нее определяют (уточняют) потребный объем водоподачи (предварительно рассчитанную поливную норму). За счет установки эталонной капельницы на орошаемом участке применительно к имеющейся системе водораспределительной сети капельного орошения экспериментально устанавливают зону увлажнения и водоподачу до смыкания орошаемых участков между смежными (рядом расположенными) водовыпусками-капельницами. Экспериментально установленные параметры контура (по b и h ) при выдаче предварительно рассчитанной поливной нормы  V сопоставляются с принятыми для расчета, и по результатам сопоставления принимается решение по корректировке расчетной зависимости в части использования уточненного значения k н .In the claimed method, the value of the irrigation rate pre-determined from dependence (3) is checked by setting up experimental measurements of the moisture contour formed in the subdrip soil space, which, if necessary, is clarified (corrected) by changing the value of the coefficient k n . When experimentally checking the compliance of the calculated and experimental parameters of the circuit, a calibrated or reference dripper with instrumentally determined characteristics is placed on an irrigated area of the established soil type and through it the required volume of water supply (pre-calculated irrigation rate) is determined (specified). By installing a reference dripper on the irrigated area in relation to the existing drip irrigation water distribution network system, a humidification zone and water supply are experimentally established until the irrigated areas are closed between adjacent (nearby) water outlets-drippers. Experimentally established parameters of the circuit (according to b And h ) when issuing a pre-calculated irrigation norm V are compared with those accepted for calculation, and based on the results of the comparison, a decision is made to adjust the calculated dependence in terms of using the adjusted value k n .

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 a × b × h ) не соответствует ее очертаниям, наблюдаемым в реальных условиях.1. The conventionally accepted shape of the soil moisture contour is in the form of a parallelepiped (with dimensions a × b × h ) does not correspond to its outlines observed in real conditions.

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 ( N пол ) кап – поливная норма на одну капельницу, м3/кап.; γ ¯ об – средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы, т/м3; h кон – требуемая глубина контура капельного увлажнения почвы, м; W г/ч – среднее по увлажняемому слою почвы содержание глинистых частиц, % МСП; W НВ – влажность увлажняемого слоя, соответствующая наименьшей влагоемкости почвы, % МСП; ( V ¯ вп ) 1 час – средняя скорость впитывания воды в почву за 1-й час полива, мм/мин; β ¯ п/п – осредненное по объему контура увлажнения значение влажности почвы в постполивной период, % МСП; β ¯ д/п – средняя дополивная влажность почвы в пределах увлажняемого почвенного слоя (профиля), % МСП.Where ( N floor ) cap – irrigation rate per dropper, m 3 /drop; γ ¯ about – average soil density over the depth of the moistened layer, t/ m3 ; h con – required depth of the soil drip moisture contour, m; W g/h – average content of clay particles over the moistened soil layer, % MSP; W NV – humidity of the moistened layer corresponding to the lowest moisture capacity of the soil, % MSP; ( V ¯ VP ) 1 hour – average rate of water absorption into the soil during the 1st hour of watering, mm/min; β ¯ p/p – value of soil moisture averaged over the volume of the moisture contour during the post-irrigation period, % MSP; β ¯ d/p – average additional soil moisture within the moistened soil layer (profile), % MSP.

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:

N кап – поливная норма на один капельный водовыпуск, л/кап.; N cap – irrigation norm for one drip water outlet, l/drop;

γ об – средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы, т/м3; γ about – average soil density over the depth of the moistened layer, t/ m3 ;

h увл – мощность (глубина) увлажняемого почвенного слоя, м; h uvl – thickness (depth) of the moistened soil layer, m;

П п – параметр, характеризующий влияние почвенных характеристик на геометрические параметры контура влажности: P P – parameter characterizing the influence of soil characteristics on the geometric parameters of the moisture contour:

W г – среднее по увлажняемому слою почвы содержание глинистых частиц, % от массы сухой почвы (% МСП); W G – average content of clay particles over the moistened soil layer, % of the mass of dry soil (% MSP);

W НВ – среднее по увлажняемому слою почвы значение наименьшей влагоемкости, % МСП; W NV – average value of the lowest moisture capacity over the moistened soil layer, % MSP;

k q – коэффициент, характеризующий влияние интенсивности водоподачи на геометрические параметры контура влажности: k q – coefficient characterizing the influence of water supply intensity on the geometric parameters of the humidity contour:

k q = ( q кап / 2 ) 0,1 W г / W НВ , k q = ( q cap / 2 ) 0.1 W G / W NV ,

q кап – расход капельного водовыпуска, л/час; q cap – drip water discharge flow rate, l/hour;

k β – коэффициент, характеризующий влияние предполивной влажности почвы на геометрические параметры контура влажности; k β – coefficient characterizing the influence of pre-irrigation soil moisture on the geometric parameters of the moisture contour;

k β = ( W г / W НВ ) 0,4 ( 1 β д/п / β НВ ) 0,1 W г / W НВ ; k β = ( W G / W NV ) 0.4 ( 1 β d/p / β NV ) 0.1 W G / W NV ;

β д/п – средняя по увлажняемому слою почвы дополивная влажность почвы, % МСП; β d/p – average additional soil moisture over the moistened soil layer, % MSP;

β НВ – влажность почвы, соответствующая средней по увлажняемому слою наименьшей влагоемкости, % МСП, β НВ = W НВ ; β NV – soil moisture corresponding to the average moisture capacity of the wetted layer, % MSP, β NV = W NV ;

ε п/п и ε д/п – долевые от β НВ значения уровней постполивной и дополивной влажности почвы соответственно, измеряемые в долях единицы. ε p/p And ε d/p – shares from β NV values of post-irrigation and pre-irrigation soil moisture levels, respectively, measured in fractions of a unit.

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: W г = 66,0 % МСП; W НВ = 27,4 % МСП; ( V ¯ вп ) 1 час = 0,8 мм/мин; γ об = 1,32 т/ м3; ε д/п = 0,7; ε п/п = 1,0; q кап = 2,0 л/ч. Section No. 1. Initial data: W G = 66.0% SMEs; W NV = 27.4% of SMEs; ( V ¯ VP ) 1 hour = 0.8 mm/min; γ about = 1.32 t/ m3 ; ε d/p = 0.7; ε p/p = 1.0; q cap = 2.0 l/h.

При подаче поливной нормы N факт = 60,0 л/кап. в почвенном пространстве на опытном участке № 1 сформировалась зона увлажненной почвы глубиной h кон = 0,96 м.When applying irrigation norm N fact = 60.0 l/drop. in the soil space at experimental plot No. 1, a zone of moistened soil with a depth of h con = 0.96 m.

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:

П п = 0,5 [ 0,66 + 0,009 W г + 0,034 W НВ ] = P P = 0.5 [ 0.66 + 0.009 W G + 0.034 W NV ] =

= 0,5 [ ( 0,66 + 0,009 66,0 + 0,14 + 0,034 27,4 ] = 1,09; = 0.5 [ ( 0.66 + 0.009 66.0 + 0.14 + 0.034 27.4 ] = 1.09;

k q = ( q кап / 2 ) 0,1 W г / W НВ = ( 2,0 / 2 ) 0,1 66,0 / 27,4 = 1,0; k q = ( q cap / 2 ) 0.1 W G / W NV = ( 2.0 / 2 ) 0.1 66.0 / 27.4 = 1.0;

k β = ( W г / W НВ ) 0,4 ( 1 β д/п / β НВ ) 0,1 W г / W НВ = ( 66,0 / 27,4 ) 0,4 ( 1 ( 0,7 27,4 ) / 27,4 ) 0,1 66,0 / 27,4 = 1,06; k β = ( W G / W NV ) 0.4 ( 1 β d/p / β NV ) 0.1 W G / W NV = ( 66.0 / 27.4 ) 0.4 ( 1 ( 0.7 27.4 ) / 27.4 ) 0.1 66.0 / 27.4 = 1.06;

N кап = 4,78 γ об h увл 3 ( П п k q k β ) 2 ( ε п/п ε д/п ) β НВ = N cap = 4.78 γ about h uvl 3 ( P P k q k β ) 2 ( ε p/p ε d/p ) β NV =

= 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:

δ прот = ( N прот N факт ) / N факт 100 = (54,0 – 60,0) / 60,0 · 100 = – 10 %. δ prot = ( N prot N fact ) / N fact 100 = (54.0 – 60.0) / 60.0 · 100 = – 10%.

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:

δ прот = ( N расч N факт ) / N расч 100 = (61,9 – 60,0) / 60,0 · 100 = 2,7 %. δ prot = ( N calculation N fact ) / N calculation 100 = (61.9 – 60.0) / 60.0 · 100 = 2.7%.

Участок № 2. Исходные данные: W г = 36,9 % МСП; W НВ = 21,1 % МСП; ( V ¯ вп ) 1 час = 0,9 мм/мин; γ об = 1,30 т/ м3; ε д/п = 0,58; ε п/п = 1,0; q кап = 2,4 л/ч. Section No. 2. Initial data: W G = 36.9% SMEs; W NV = 21.1% of SMEs; ( V ¯ VP ) 1 hour = 0.9 mm/min; γ about = 1.30 t/ m3 ; ε d/p = 0.58; ε p/p = 1.0; q cap = 2.4 l/h.

При подаче поливной нормы N факт = 53,0 л/кап. в почвенном пространстве на опытном участке № 2 сформировалась зона увлажненной почвы глубиной h кон = 1,00 м. When applying irrigation norm N fact = 53.0 l/drop. in the soil space at experimental site No. 2, a zone of moistened soil with a depth of h con = 1.00 m.

Результаты расчета приведены в таблице 1.The calculation results are shown in Table 1.

Участок № 3. Исходные данные: W г = 71,1 % МСП; W НВ = 30,3 % МСП; ( V ¯ вп ) 1 час = 0,7 мм/мин; γ об = 1,29 т/ м3; ε д/п = 0,7; ε п/п = 1,0; q кап = 1,4 л/ч. Section No. 3. Initial data: W G = 71.1% SMEs; W NV = 30.3% SMEs; ( V ¯ VP ) 1 hour = 0.7 mm/min; γ about = 1.29 t/ m3 ; ε d/p = 0.7; ε p/p = 1.0; q cap = 1.4 l/h.

При подаче поливной нормы N факт = 66,0 л/кап. в почвенном пространстве на опытном участке № 3 сформировалась зона увлажненной почвы глубиной h кон = 0,98 м.When applying irrigation norm N fact = 66.0 l/drop. in the soil space at experimental plot No. 3, a zone of moistened soil with a depth of h con = 0.98 m.

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:

№ опытных участковNo. of experimental plots Фактическая поливная норма, л/кап.Actual irrigation rate, l/drop. Расчетная поливная норма по прототипу, л/кап.Estimated irrigation rate according to the prototype, l/drop. Отклонение поливной нормы по прототипу от фактической, %Deviation of the irrigation norm according to the prototype from the actual one, % Расчетная поливная норма по предлагаемому способу, л/кап.Calculated irrigation rate according to the proposed method, l/drop. Отклонение поливной нормы по предлагаемому способу от фактической, %Deviation of irrigation norm according to the proposed method from the actual one, % 11 60,060.0 53,753.7 -10,4-10.4 61,661.6 2,72.7 22 53,053.0 40,440.4 -23,8-23.8 49,549.5 -6,6-6.6 33 66,066.0 72,672.6 10,010.0 68,168.1 3,23.2

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: W г – от 20,0 до 72,0 % МСП; W НВ – от 16 до 33,0 % МСП; γ об – от 1,1 до 1,4 т/м3; β д/п – от 0,5 до 0,7 β НВ ; β п/п – от 0,7 до 1,0 β НВ ; h увл – от 0,5 до 1,4 м; q кап – от 0,8 до 4,0 л/кап.The method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops gives results acceptable for practical use with an error of no more than 8% in the range of initial data: W G – from 20.0 to 72.0% of SMEs; W NV – from 16 to 33.0% of SMEs; γ about – from 1.1 to 1.4 t/ m3 ; β d/p – from 0.5 to 0.7 β NV ; β p/p – from 0.7 to 1.0 β NV ; h uvl – from 0.5 to 1.4 m; q cap – from 0.8 to 4.0 l/drop.

Claims (17)

Способ определения поливной нормы при капельном орошении сельскохозяйственных культур, включающий 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, 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:A 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, characterized in that, together with Soil characteristics take into account the influence of water supply intensity (drip flow rate) and pre-irrigation soil moisture on the value of the irrigation rate, which is calculated according to the dependence: , , - поливная норма на один капельный водовыпуск, л/кап.; - irrigation norm for one drip water outlet, l/drop; - средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы, т/м3; - average soil density over the depth of the moistened layer, t/m 3 ; - мощность (глубина) увлажняемого почвенного слоя, м; - thickness (depth) of the moistened soil layer, m; - параметр, характеризующий влияние почвенных характеристик на геометрические параметры контура влажности: - parameter characterizing the influence of soil characteristics on the geometric parameters of the moisture contour: , , - среднее по увлажняемому слою почвы содержание глинистых частиц, % от массы сухой почвы (% МСП); - average content of clay particles over the moistened soil layer, % of the mass of dry soil (% MSP); - среднее по увлажняемому слою почвы значение наименьшей влагоемкости, % МСП; - average value of the lowest moisture capacity over the moistened soil layer, % MSP; - коэффициент, характеризующий влияние интенсивности водоподачи на геометрические параметры контура влажности: - coefficient characterizing the influence of water supply intensity on the geometric parameters of the humidity contour: , , - расход капельного водовыпуска, л/час; - drip water discharge flow rate, l/hour; - коэффициент, характеризующий влияние предполивной влажности почвы на геометрические параметры контура влажности: - coefficient characterizing the influence of pre-irrigation soil moisture on the geometric parameters of the moisture contour: ; ; - средняя по увлажняемому слою почвы дополивная влажность почвы, % МСП; - average additional soil moisture over the moistened soil layer, % MSP; - влажность почвы, соответствующая средней по увлажняемому слою наименьшей влагоемкости, % МСП, = ; - soil moisture corresponding to the average moisture capacity of the wetted layer, % MSP, = ; и - долевые от значения уровней постполивной и дополивной влажности почвы соответственно, измеряемые в долях единицы. And - shares from values of post-irrigation and pre-irrigation soil moisture levels, respectively, measured in fractions of a unit.
RU2023107704A 2023-03-30 Method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops RU2802955C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802955C1 true RU2802955C1 (en) 2023-09-05

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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.