Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние и перспективы водопользования на оросительных системах 8
1.1 Эколого-экономическая эффективность орошения 8
1.2 Проблемы организации водопользования в России и за рубежом 17
1.3 Комплекс мероприятий по повышению эффективности водопользования 33
Выводы 45
2 Научно-методическое обеспечение исследований 47
2.1 Постановка проблемы. Цель и задачи исследований 47
2.2 Методика проведения исследований... 49
2.3 Почвенно-климатические характеристики объекта исследований 52
Выводы 57
3 Технико-эксплуатационные показатели оросительных систем Новосибирской области 58
3.1. Технический уровень оросительных систем 58
3.2. Ремонтно-эксплуатационные работы на оросительных системах 64
3.3 Экологическое состояние орошаемых земель 67
3.4 Основные принципы рационального водопользования и направления повышения технического уровня оросительных систем 74
Выводы 93
4 Исследования водопользования на оросительных системах 96
4.1 Ретроспективный анализ водопользования на оросительных системах 96
4.2 Экспериментальные исследования водораспределеиия на Чеминской оросительной системе 103
4.3 Водопотребление и режим орошения овощного севооборота как основа для оперативного планирования водопользования 109
4.4 Технико-эксплуатационные и эколого-экономические критерии для оценки эффективности водопользования 131
Выводы 144
5 Рациональное планирование водопользования на оросительных системах Новосибирской области ... 147
5.1 Общие принципы, алгоритм и информационная база данных планирования водопользования 147
5.2 Методика расчёта параметров режимов орошения овощного севооборота, как основы для планирования водопользования 153
5.3 Оценка тепловлагообеспеченности и дефицита водопотребления овощного севооборота для оперативного планирования водопользования 161
5.4 Прогноз циклических изменений климатических показателей при перспективном планировании водопользования 181
5.5 Экономическая эффективность повышения технического уровня оросительных систем 187
Выводы 192
Заключение 194
Предложения производству 197
Список использованных источников 198
Приложения 217
- Проблемы организации водопользования в России и за рубежом
- Почвенно-климатические характеристики объекта исследований
- Ремонтно-эксплуатационные работы на оросительных системах
- Экспериментальные исследования водораспределеиия на Чеминской оросительной системе
Введение к работе
Сельское хозяйство является главным потребителем водных ресурсов, используя до 30% от общего забора воды в народном хозяйстве, а на орошение и обводнение расходуется около 70% от водозабора на нужды агропромышленного комплекса.
МКИД подчеркивает, что источники пресной воды на земле являются ограниченными, в то время как водопотребление растет. С учётом этой тенденции сельское хозяйство должно развиваться при постоянном уменьшении удельного водопотребления за счёт рационализации водопользования на основе модернизации оросительных систем, совершенствования систем управления и контроля, нормирования и информационного обеспечения водорас-пределения, применения водоэнергосберегающих экологически безопасных технологий и техники орошения /1,2, 3,4 /.
По мнению Шумакова Б.Б., Григорова М.С., Кружилина И.П., Кизяева Б.М,, Щедрина В.Н., Ольгаренко В.И., Бездниной С.Я., Колганова А.В., Коваленко П.И. актуальна разработка рациональных стратегий и тактики водопользования с целью увеличения водо обеспеченности оросительных систем, сохранения и восстановления экологического равновесия в агро-ландшафтах, воспроизводства полноценных водных ресурсов.
Использование компьютерных систем управления и водоэнергосберегающих технологий орошения позволяет повысить эффективность водопользования до 90 %, увеличить продуктивность сельского хозяйства и уменьшить удельное водопотребление на 10-20 % и, как следствие, улучшить социальные и экономические условия жизни населения.
Решение проблемы рационального и устойчивого водопользования, проведение комплексной реконструкции оросительных систем совершенствование методов нормирования водопотребления, создание информационно-советующих систем может базироваться на изучении развития и оценке технического состояния оросительных систем и эффективности орошения с учётом специфики социально-экологических, организационно-хозяйственных и
5 экономических условий конкретных почвенно-климатических зон расположения объекта.
Цель исследований. Совершенствование процесса планирования, оперативного управления и оценки качества водопользования на оросительных системах Новосибирской области.
Задачи исследований: провести информационно-аналитический анализ по вопросам водопользования на оросительных системах, эколого-экономической эффективности орошения и технического уровня оросительных систем; обосновать и разработать комплекс инженерных мероприятий, направленных на повышение водообеспеченности и технического уровня оросительных систем, эффективности использования оросительной воды и рационального водопользования; исследовать процесс водораспределения на магистральной, межхозяйственной и внутрихозяйственной сети; оценить эффективность водопользования, технический уровень оросительных систем и мелиоративное состояние орошаемых земель; сформировать информационные базы данных по агрометеорологическим параметрам зоны орошения и технико-экономическим характеристикам оросительной сети; в одо потреблению сельскохозяйственных культур и параметрам тепловлагообеспеченности; изучить режимы орошения и водопотребление сельскохозяйственных культур овощного севооборота с учётом пространственно-временной изменчивости метеорологических условии, как основу для планирования и реализации планов водопользования; усовершенствовать методики составления плана водопользования и его оперативного управления, прогноза дефицита увлажнения и расчета эксплуатационных режимов орошения сельскохозяйственных культур с учётом изменчивости метеорологических условий зоны орошения; дать оценку эффективности рационализации водопользования на оросительных системах за счёт повышения их технического уровня и совершенствования методики управления.
Научная новизна работы: - выполнена комплексная оценка технического уровня оросительных систем и эффективности водопользования; сформулированы основные принципы и разработан комплекс мероприятий, повышающих эффективность водопользования на оросительных системах Новосибирской области; сформирована информационная база данных по мелиоративному фонду, водохозяйственным объектам, агрометеорологическим условиям, технико-эксплуатационным характеристикам оросительных систем; - получена система уравнений, оценивающих пространственно- временную изменчивость и цикличность гидрометеорологических условий, обеспечивающие выполнение прогноза дефицита увлажнения и разработку планов водопользования на среднесрочную перспективу. уточнена методика расчета водопотребления и нормирования режимов орошения для планирования водопользования, усовершенствована методика оперативной корректировки внутрихозяйственных планов водопользования с учётом изменчивости дефицита естественного увлажнения для конкретных почвенно-климатических условий Новосибирской области; получены эмпирические зависимости «урожайность-влагообеспеченность» и «суммарное испарение-урожайность»; определены биоклиматические коэффициенты овощных культур, рассчитаны коэффициенты, характеризующие естественную тепловлагообеспеченность и являющиеся основой для повышения качества планирования и реализации планов водопользования.
На защиту выносятся: информационно-аналитические показатели по техническому уровню оросительных систем Новосибирской области и эффективности водопользования; основные принципы и направления совершенствования оросительных систем Новосибирской области и инженерно-технические решения, обеспечивающие рациональное водопользование; усовершенствованные методики и алгоритмы планирования и оперативного управления водопользованием, как на текущих год, так и стратегический период, а также прогноза дефицита водопотребления сельскохозяйственных культур на основе системы уравнений, оценивающих пространственно-временную изменчивость и цикличность гидрометеорологических показателей; усовершенствованная методика расчета эксплуатационных режимов орошения сельскохозяйственных культур овощного севооборота с учётом изменчивости дефицита естественного увлажнения и агрометеопараметров, как основы для оперативной корректировки планов водопользования; эмпирические зависимости, позволяющие при планировании водопользования оценить влияние величины оросительных норм, влажности почвы и изменчивости агрометеорологических условий на суммарное водопо-требление и урожайность сельскохозяйственных культур овощного севооборота; показатели эффективности рационализации водопользования на оросительных системах, водопотребления сельскохозяйственных культур и продуктивности орошаемых земель в различные по влагообеспеченности годы.
Практическая ценность. Разработанные рекомендации по составлению сезонных планов водопользования и их оперативной корректировки с учётом специфики конкретных почвевно-климатических условий Новосибирской области позволяют снизить удельное водопотребление и ресурсо-энергозатраты, повысить урожайность сельскохозяйственных культур и улучшить экологическую обстановку на орошаемых землях. Рекомендации можно использовать при проектировании, реконструкции и эксплуатации оросительных систем.
Апробация работы. Основные разделы диссертационной работы докладывались на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях, проводимых Россельхозакадемией, ВНИИГиМ, НГМА, ФГНУ ВНИИ "Радуга" в 2003-2006 годах.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены на Чемин-ской оросительной системе Новосибирской области на площади 100 га. Экономический эффект от повышения технического уровня системы составляет 26,0 тыс. руб./га; а от рационализации планирования и оперативного управления планов водопользования в «средний» год по обеспеченности дефицита естественного увлажнения - 529 руб./га, экономию оросительной воды - 700 м3/га, горюче-смазочных материалов - 26,9 л/га.
Доля личного участия соискателя. Основные научные результаты, которые вынесены на защиту, получены лично соискателем. К ним относятся научные идеи, их разработки, постановка и проведение полевые исследований, обработка полученных данных и построение эмпирических зависимостей, технические и технологические решения.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, в том числе один нормативный документ; 8 научных статей, из которых две опубликованы в ведущем журнале отрасли.
Проблемы организации водопользования в России и за рубежом
Большинство мировых проблем, связанных с водными ресурсами, возникает из-за основного противоречия: мировые запасы качественной воды уменьшаются, а мировое народонаселение и водопотребление постоянно растут.
Реальность такова, что 97 % водных ресурсов Земли засолены, 2% содержится в снегах и айсбергах и только 1% составляет пресная вода - единственный источник потребления для человечества. Согласно данным МКИД 69% потребляемой в мире воды расходуется на сельское хозяйство, 21% на промышленность.
Если воду использовать более эффективно, то это может значительно снизить удельное водопотребление. Использование компьютерных систем управления и ирригационных технологий, обеспечивающих эффективное водопользование, позволяет повысить качество водораспределения до 95%, увеличить продуктивность сельского хозяйства и уменьшить мировую потребность в воде на 10 %.
Водные ресурсы являются важнейшим эколого-экономическим фактором развития человечества планеты. Вода является особо ценным ресурсом прежде всего потому, что при ее дефиците невозможно эффективное развитие не только какой-либо отрасли производства , но и затруднено существование человека. Проблема нарастающего дефицита пресной воды благоприятного состава признана проблемой международного значения, затрагивающей все аспекты деятельности человеческого сообщества и оказывающей весьма значимое влияние на здоровье людей, экономику и социальные условия. Вместе с тем, проблема экологизации водопользования приобрела международное значение в связи с пересечением водными артериями территорий различных стран, а также и чрезвычайной сложностью научных и технологических аспектов решаемой проблемы./бЗ, 64/.
Главная задача водного хозяйства, как производственной отрасли, состоит в надежном обеспечении качественной водой населения и народного хозяйства. Достижение этой цели зависит от многих факторов и прежде всего от концепции водопользования, которая по существу отражает уровень развития общества и в значительной мере определяет перспективы экономического и социального развития. В качестве концепции водопользования на различных этапах развития общества принимались такие, как безаварийность сооружений и водных объектов, максимальное удовлетворение требований водопотребителей и, наконец, принятая в 50-е годы концепция комплексного использования водных ресурсов, которая отражала принципы распределения воды между водопотребителями, покрытия дефицита воды за счёт строительства новых водохранилищ, охрана вод путём введения новых очистных сооружений. Водохозяйственная деятельность разделилась на два направления: использование вод и охрана вод. Концепция позволила на определенном этапе создать основу для того, чтобы согласовать противоречивые требования на воду, учесть санитарные требования к водоисточнику, требования безаварийности работы водохозяйственных объектов. Однако, эта концепция была направлена на достижение промежуточных целей, не обеспечивая целостного решения проблемы.
Истощение и загрязнение водных ресурсов, снижение экологической устойчивости ландшафтов определяют необходимость формирования новых подходов к разработке стратегии развития водного хозяйства и основополагающей концепции водопользования-с учетом эколого-экономических требований и ограничений /65, 66, 67/.
В России основой водных ресурсов является речной сток, составляющий в средние по водности годы 4270 км3, в том числе 227 км3 в год поступает из сопредельных территорий. Распределение водных ресурсов по территории России крайне неравномерно и не соответствует численности населения, размещению промышленных и сельскохозяйственных объектов. На бассейны
Северного Ледовитого и Тихого океанов приходится 90 % речного стока, на бассейны Азовского и Каспийского морей, где проживает свыше 80 % населения страны и сосредоточен основной промышленный и сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8 % общего годового объёма речного стока (таблица 1.1). Центральный, Центрально-Черноземный, Северо-Кавказский и Уральский экономические районы наименее обеспечены водными ресурсами /65/.
Динамика забора водных ресурсов в АПК с 1970 по 2000 гг. показала, что в 1980-1985 годах для нужд сельского хозяйства из водных объектов Рос-сии изымалось 38-41 км , что составляло 34-37% суммарного водозабора. В дальнейшем наметилась тенденция сокращения изъятия воды, и в после-дующие два года отраслями АПК изымалось 35-37 км или 31-33% суммарного водозабора. Однако, с 1988 г. забор воды снова возрос и до 1991 года включительно находился на уровне 38-40 км . в дальнейшем, в связи с резким падением объемов сельскохозяйственного производства, объем водоза-бора стал резко сокращаться, достигнув к 2000 году 25 км , что составляет 62% от уровня 1991 г.
Почвенно-климатические характеристики объекта исследований
Новосибирская область занимает обширную площадь и характеризуется сложностью геолого-геоморфологического строения, большой моза-ичностью почвенного покрова и самыми различными физико-механическими и водно-солевыми свойствами почв /177/.В связи с этим по доминирующим признакам природной среды на широкой географической основе выделены природные комплексы на всей территории области. Положение границ природных комплексов обосновывается морфологическими, литологическими, гидрологическими, почвенно-растительными, агроклиматическими и почвенно-климатическими признаками. Пространственное положение ландшафтов уточнялось в период полевых климатических исследований и по схемам частных районировании. Различия в рельефе, литологии и адвективно-динамических процессах, приземного слоя воздуха определяют перераспределение тепла и влаги и проявляются в многообразии почвенных климатов, обобщающихся двумя основными видами: зональными и их местными разновидностями.
Почвенный климат зон и подзон отражает гидротермический режим почв, связанный с общими климатическими процессами. С помощью сравнительно-географического метода, используя рисунки изолиний всех принятых нами характеристик почвенного климата, установлены границы зональных типов климата почв. Тип климата определен тремя характеристиками: а) по обеспеченности теплом; б) по степени увлажнения; в) по динамике почвенной влаги. Зональность почвенного климата выразилась следующими типами: а) холодный, избыточно влажный, устойчивый к испарению климат подтайги; б) умеренно теплый, влажный, малоустойчивый к испарению климат северной лесостепи; в) теплый, умеренно влажный, неустойчивый к испарению климат почв южной лесостепи; г) весьма теплый, недостаточно влажный, весьма неустойчивый к испарению климат почв ко-лочной и типичной степи; д) холодный, избыточно влажный, малоустойчивый к испарению климат почв районов Салаира (таблица 2.1.).
Зональным показателем является влагоудерживающая способность почвы (%), выраженная отношением запасов продуктивной влаги метрового слоя на двух фенологических этапах: на дату сева (1—2-я декада мая) и на дату колошения яровых зерновых культур (1-я декада июля). Зональные природно-климатические комплексы состоят из огромного разнообразия частных ландшафтов: лесных, болотных, луговых, степных, разных видов сельскохозяйственных земель и т. д., почвенные климаты которых относятся к разряду местных разновидностей зональных типов. Их типология основана на следующих термических показателях: интенсивности прогревания почвы весной — температуры почвы па глубине 20 см в мае (tn2o)l на суммах температуры выше 10 (Zt„ 10); интенсивности теп-лопотока — максимум за сутки в ккал/см2 (Вт!Ц) , влияния деятельного слоя на температуру в припочвенном слое — даты последнего и первого заморозков на почве. Режим увлажнения выявляется показателями запасов продуктивной влаги метрового слоя повы в начале мая (Wo =100) и её динами W кой — влагоудерживающей способности (V= —— = %). Агроклиматические ресурсы выявляются величиной коэффициента увлажнения (Кувл).
Перечисленные гидротермические показатели использованы для определения типа местного климата — примеры приведены в таблице 2.1 однако, для выделения природно-климатического комплекса в определенных границах нельзя обойтись без ряда дополнительных признаков, каковыми являются типы фитоценозов и почв, степень распаханности и характер сельскохозяйственных земель, типы болот, лесов, распространение засоленных почв и т. д. Иначе говоря, основой почвенно-климатического районирования является схема комплексного ландшафтного районирования. Поэтому в описании климата почв частного комплекса применяются основные данные о его структуре (примеры в таблице 2.2). В составе пяти зональных природно-климатических комплексов Новосибирской области выделен 31 тип местных почвенных климатов. Составленная по рассмотренной методике схема размещения зональных и местных почвенных климатов содержит данные для оценки агроклиматических ресурсов.
1. Новосибирская область характеризуется сложностью геолого геоморфологического строения и большой мозаичностью почвенного покрова. Зональность почвенного климата выражается следующими типами: холодный и избыточно-влажный, умеренно-теплый и влажный, теплый и умеренно-влажный климат почв южной лесостепи, весьма теплый и недостаточно влажный климат почв типичной степи.
2. Анализ почвепно-климатических характеристик объекта исследований показал, что экспериментальные данные репрезентативны для почвенно климатических условий "слабозасушливой" лесостепной зоны Новосибирской области.
Ремонтно-эксплуатационные работы на оросительных системах
Ремонтно-эксплуатационные работы представляют собой комплекс организационных, технических, технологических мероприятий, направленных на поддержание и восстановление первоначальных эксплуатационных качеств мелиоративных систем и водохозяйственных объектов, как в целом, так и их отдельных элементов и частей. Они включают, в частности очистку оросительной и коллекторно-дренажной сети от наносов и растительности, текущие и капитальные ремонты гидросооружений и облицовок каналов, планировку поливных площадей, восстановление дамб обвалования и обеспечивается это применением различных машин и механизмов, качественный состав которых требует постоянного совершенствования и обновления.
С целью поддержания мелиоративных систем в рабочем состоянии в 1970-1975 годах был выполнен следующий объём ремонтно-эксплуатационных работ: план земляных работ на межхозяйственной сети выполнен на 101,8 %, при плане 135,7 т.м3 выполнено 140,0 т.м3; гидротехнических сооружений на межхозяйственной сети отремонтировано 34 шт. при плане - 33 шт.
Анализ динамики проведения ремонтно-эксплуатационных работ на оросительных системах области показывает, что после 1991 года выделение операционных средств из федерального бюджета на поддержание производственного фонда в рабочем состоянии, на содержание и ремонт государственных мелиоративных систем уменьшилось в несколько раз. Анализ таблицы 3.3 показывает, что с начала 90-х годов объёмы ре монто-эксплуатационных работ снизилась на порядок, планы стали систематически не выполняться, абсолютно прекратился ремонт лотковой сети. Так объём земляных работ снизился от 1270 тыс. м в 90-е годы до 29,5 тыс.м в 2005 году, грейдерование дамб соответственно от 423 тыс.м до 14,2 тыс.м , ремонт ГТС от 155 шт./год до 26,0 шт./год.
Существенно оказалось подорванной производственная и техническая база, обеспечивающая строительство, реконструкцию и ремонтно-эксплуатационные работы мелиоративных систем. Техника, задействованная ранее в технологических процессах на мелиоративных системах, в большинстве своем по причине длительности срока службы вышла из строя, стала разукомплектованной, а отдельные конструкции малогабаритной техники проданными.
Анализ данных показывает также, что в Новосибирской области изменилось наличие специальной мелиоративной техники, которая ранее обеспечивала формирование и поддержание производственной базы в работоспособном состоянии, за последнее десятилетие наметилась устойчивая тенденция к резкому её сокращению.
Нормативы потребности в технике, необходимой для восстановления и развития производственной базы, приведены в таблице 3.4.
По государственным объектам и системам мелиоративного назначения объемы работ в период 1996-1997 гг., в сравнении с 1991 годом, уменьшилось в 3...5 раза, в том числе по видам специальных работ: изготовление коррозионно-устойчивых трубопроводов и лотковой сети - прекратилось вообще; ремонт гидротехнических сооружений - в 6,0 раз; объёмы работ по очистке каналов от растительности и насосов упали в 5-6 раз; окашивание дамб и откосов каналов - в 6-7 раз.
Очевидно, что при таких объёмах ремонтно-эксплуатационных работ и техническом обеспечении возможно поддерживать в работоспособном состоянии не более 2000-2500 тыс. гектаров орошаемых земель.
Площадь орошаемых земель на государственных системах по состоянию на 01.01.2005 г. составила 37 тыс. га. В 2001 году из общей площади мелиорированных земель в 81.0 тыс.га, в том числе орошаемых 36,7 тыс.га, осушенных 44,3 тыс,га, не использовалось по причине засоления и заболачивание 1,7 тыс.га. Анализ показывает, что в хорошем мелиоративном состоянии находилось 20,5 тыс.га; удовлетворительном -14,5 тыс.га; неудовлетворительном -1,7 тыс.га орошаемых земель, из которых 0,4 тыс. га ввиду близкого залегания УГВ; 1,3 тыс.га - засоление почв.
В 2005 году из площади орошаемых земель в 37,1 тыс. га не поливалось 33,0 тыс.га; не использовалось 1,7 тыс.га, в том числе 0,4 тыс.га из-за близкого залегания УГВ и 1,3 тыс.га ввиду засоления. В хорошем мелиоративном состоянии находились 20,9 тыс.га, в удовлетворительном - 14,5 тыс.га, неудовлетворительном - 1,7 тыс.га.
Минерализация грунтовых вод более 3 г/л характерна для площади 100 га. Большая часть площади 33,6 тыс. га (91 %) орошается водой с минерализацией менее 1 г/л и только 0,9 тыс. га (2,7 %) с повышенной минерализацией (более 2 г/л). Данные приведены в таблицах 3.5 и 3.6.
Оценивая мелиоративное состояние орошаемых земель Новосибирской области на уровень 1990 г. (таблица 3.8), следует отметить, что в хорошем мелиоративном состоянии находится 29,8 тыс. га; в удовлетворительном -9,6 тыс. га, в неудовлетворительном 1,6 тыс. га. Сравнивая с состоянием на 1992 год, необходимо отметить уменьшение количества орошаемых земель с хорошим мелиоративным состоянием на 9,7 тыс. га, увеличение с неудовлетворительным состоянием на 0,1 тыс. га, а с удовлетворительным состоянием на 4,9 тыс.га
Анализ показывает, что начиная с 1997 г. отмечается тенденция к увеличению площадей с хорошим мелиоративным состоянием, за исключением ряда лет с экстремальными климатическими условиями. Так, в 2005 году в сравнении с 2000 годом произошло увеличение площадей с хорошим экономическим состоянием на 0,4 тыс. га .Для этих земель характерно залегание уровня грунтовых вод на глубине более 2,5 м, отсутствие засоления и солон 70 цеватости почв или слабая их степень. Наибольшее распространение они получили в пределах оросительной систем.
Наличие площадей с неудовлетворительным мелиоративным состоянием связано со значительными фильтрационными потерями из каналов всех порядков, прежде всего из каналов, проходящих в земляном русле, которые обслуживают все еще около 40 % орошаемых земель.
Строительство и эксплуатация оросительных систем приводит к изменению естественно сложившегося водного режима и глубокому преобразованию природной среды. Учитывая тесную связь агроландшафта с водным режимом, рациональная реализация процесса орошения, управление использованием водных ресурсов имеет большое значение для охраны окружающей среды. Придание определенной направленности влагообмену может ограничить распространение химических соединений, активизировать деятельность почвенной микрофлоры и противодействовать загрязнению водоисточников.
Экспериментальные исследования водораспределеиия на Чеминской оросительной системе
Одной из крупнейших в области является Чеминская оросительная система, с водозабором из Новосибирского водохранилища, строительство которой, куда входят земли ЗАО "Ярковское", началось с 1976 года, а к 2005 году площадь орошаемых земель составила 4500 га.
Вода из Новосибирского водохранилища забирается насосной станцией НС-2 и по магистральному трубопроводу длиной 6,3 км поступает в открытый магистральный канал. От магистрального канала вода распределяется по межхозяйственным распределителям (MP) поступает в временную оросительную сеть общей протяженностью 166 км, а затем на орошаемые участки (рисунок 4.4, таблица 4.3).
Орошение проводилось ДМ "Волжанка" и "Фрегат" от закрытой сети по быстрораз борной трубопроводной сети, по открытой сети - ДДА-100МА. Выработали свой ресурс: ДМ "Фрегат" в количестве 21 штуки, обеспечивающие полив на площади 1112 га; ДМ Волжанка" - обеспечивающие полив на площади 297 га; а также дождевальные машины ДДА-ЮОМА и ДДН-70.
Всего системой обслуживается 4 сельскохозяйственных предприятия, в состав которых входит и ЗАО "Ярковское" Новосибирского района. За последние 20 лет площадь фактически орошаемых земель уменьшилась с 2700 га до 400 га. Водоподача на орошении изменялась от 4,3-5,7 млн.м в 1980 и 1990 годах; до 2,29-1,16 млн.м в 2000-2005 годах. Удельное водопотребление уве-личилось от 1250 до 2880 м /га.
Ретроспективный анализ водопользования на Чеминской оросительной системе за двадцатипятилетний период показал значительную изменчивость показателей эффективности во времени. В период с 1980 по 1990 годы эти показатели постоянно улучшались. Так, КПД магистрального и межхозяйственных каналов, а также межхозяйственной сети в целом составили соответственно величины 0,87 и 0,85.
В последующее десятилетие (1990-2000 годы) произошло снижение вышеуказанных показателей, которые составили соответственно - 0,74 и 0,7; а в период с 2000 по 2005 годы они уменьшились до величин соответственно 0,64 и 0,6. Фактическая площадь полива за весь рассматриваемый период в целом уменьшилась в 9,2 раза и составила в 2005 году 400 га .
Анализ показателей водопользования позволяет также установить и сопоставить изменчивость удельной водоподачи на орошение Чеминской оросительной системы в многолетнем разрезе (коэффициент вариации составляет 0,5), с изменчивостью гидрометеорологических условий, характеризуемых дефицитом увлажнения (коэффициент вариации - 0,7). Анализ показывает на более значительную изменчивость гидрометеорологических условий, которую и следует учитывать при разработке режимов орошения сельскохозяйственных культур, наряду с другими факторами, влияющими на режимы орошения.
В одно-балансовые исследования, проведенные на опытных участках Чеминской оросительной системы, позволили изучить распределение оросительной воды по всем звеньям системы. Так, на магистральном канале пропускная способность по двум характерным створам уменьшилась в 1,7 и 2,5 раза; величина заиления составила соответственно 0,5 м и 1,2 м, что привело к уменьшению уклона канала на 52,4 % по сравнению с проектными данными. Потери воды на фильтрацию в каналах межхозяйственной сети увеличились в 2Д раза.
Нерациональное планирование водопользования, даже при самом высоком техническом уровне оросительных систем, приводит к непродуктивным потерям воды на сток и инфильтрацию, снижению плодородия орошаемых почв. При этом бесполезно теряются израсходованные на водораспределе-ние ресурсы и энергия, что особенно недопустимо в современных условиях при значительном росте цен на энергоносители и тенденции снижения энергоотдачи от ресурсов, вкладываемых в орошение.
В России и за рубежом существует множество разнообразных информационных систем и моделей оперативного планирования водопользования, точность управления которых зависит как от качества компьютерной техники, так и от того, насколько комплекс применяемых моделей точно отражает процессы водопотребления растений на полях в конкретных почвенно-климатических условиях.
Одним из главных недостатков расчётных методов является отсутствие точной информации о влиянии влагообеспеченности посевов и изменчивости гидрометеорологических условий на суммарное испарение. Наиболее существенно повышает точность математических зависимостей количественный учёт нелинейности связи между величиной депрессии испарения и недостатком почвенной влаги в конкретные фазы развития растений, учёт изменчивости гидрометеорологических условий и применение в расчетах относительных, а не абсолютных величин параметров и коэффициентов.
Анализ научно-технических материалов (Алпатьев СМ,, Будыко М.И., Константинов АР., Остапчик В.П., Химии Н.М. и др.) /189,.,192/ указывает на реальную возможность повышения точности расчётов по моделям за счёт оценки количественной изменчивости биоклиматических коэффициентов в зависимости от метеорологических условий и влагообеспеченности посевов в конкретные фазы развития растений с учётом нелинейного характера взаимосвязей.
Ранее проведенные в Сибири исследования /193..Л94/ Ванеян С.С, Моисеенко ДА., Шаболичиным И.П, Яблоковой Л.П. позволили получить данные о суммарном испарении и режимам орошения овощных культур, но не учтена пространственно-временная изменчивость гидрометеорологических факторов и не были получены закономерности влияния внешних факторов.
Изучение водного баланса посевов овощных культур проводились в 2000-2004 годах в сельскохозяйственном предприятии ЗАО "Ярковское" на типичных южных черноземах с содержанием в пахотном слое гумуса - в среднем - 2,03 % в слое 0,3 м, В структуру севооборота входят травы - 53,2 га, овощи - 50,5 га, картофель - 20,3 га.
Водоподача на орошение в среднесухой год по обеспеченности дефицита естественного увлажнения (75% обеспеченности) составляет 470 тыс.м3, средневзвешенная оросительная норма 3560 мУга. Урожайность сельскохозяйственных культур при орошении на производственных участках изменялась в 1,5-3,0 раза, так по моркови от 26,7 т/га до 75,8 т/га (таблица 4.6).
