Оросительная норма
Расчет оросительных норм по формулам: Дефицит водопотребления какой-либо культуры за вегетационный период. Дефицит водопотребления за период по уравнению водного баланса. Определение суммарного водопотребления. Поправочный коэффициент, учитывающий влажность воздуха, продолжительность солнечного сияния и скорость ветра. Значение энергетического фактора испарения. Дефицит влажности воздуха. Значения ветровой функции. Значение активных запасов почвенной влаги. Начальные (перед выпадением дождей) запасы влаги. Критические или фактические запасы влаги. Критическая влажность почвы. Количество используемых атмосферных осадков. Количество используемых грунтовых вод. Коэффициент увлажнения.
Оросительная норма соответствует дефициту водопотребления какой-либо культуры за вегетационный период:
где Mnt — оросительная норма нетто, мм; 
— суммарный дефицит водопотребления насаждения за вегетационный период, мм.
Дефицит водопотребления за период dωh можно рассчитать по уравнению водного баланса
где ЕTcrop — суммарное водопотребление насаждения за расчетный период, мм; Pef— количество используемых атмосферных осадков за расчетный период (которые могут быть использованы культурой), мм; Vgr — количество используемых грунтовых вод, мм.
Одним из наиболее существенных и трудноопределяемых членов уравнения является суммарное водопотребление. По определению, суммарное водопотребление (или эвапотранспирация) представляет собой объем воды, расходуемый участком на транспирацию растениями и испарение с поверхности растений и почвы. Его измеряют в м³/га; мм слоя воды или л/м². Для определения суммарного водопотребления можно пользоваться формулой
где n — средняя суточная продолжительность дневного времени, %, от годовой; t — средняя суточная температура воздуха, °С; Kδ — поправочный коэффициент, учитывающий влажность воздуха, продолжительность солнечного сияния и скорость ветра.
Данные по средней суточной продолжительности дневного времени n, % от годовой, приведена в табл. 12.1.
| Северная широта, ° | n в пределах месяца, % | |||||||
| Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | Октябрь | |
| 36 | 0,27 | 0,29 | 0,31 | 0,32 | 0,32 | 0,30 | 0,28 | 0,25 |
| 38 | 0,27 | 0,30 | 0,32 | 0,33 | 0,32 | 0,30 | 0,28 | 0,25 |
| 40 | 0,27 | 0,30 | 0,32 | 0,34 | 0,33 | 0,31 | 0,28 | 0,25 |
| 42 | 0,27 | 0,30 | 0,33 | 0,34 | 0,33 | 0,31 | 0,28 | 0,25 |
| 44 | 0,27 | 0,30 | 0,33 | 0,35 | 0,34 | 0,31 | 0,28 | 0,25 |
| 46 | 0,27 | 0,30 | 0,34 | 0,35 | 0,34 | 0,32 | 0,28 | 0,24 |
| 48 | 0,27 | 0,31 | 0,34 | 0,36 | 0,35 | 0,32 | 0,28 | 0,24 |
| 50 | 0,27 | 0,31 | 0,34 | 0,36 | 0,35 | 0,32 | 0,28 | 0,24 |
| 52 | 0,27 | 0,31 | 0,35 | 0,37 | 0,36 | 0,33 | 0,28 | 0,24 |
| 54 | 0,26 | 0,31 | 0,36 | 0,38 | 0,37 | 0,33 | 0,28 | 0,23 |
| 56 | 0,26 | 0,32 | 0,36 | 0,39 | 0,38 | 0,33 | 0,28 | 0,23 |
| 58 | 0,26 | 0,32 | 0,37 | 0,40 | 0,39 | 0,34 | 0,28 | 0,23 |
| 60 | 0,26 | 0,32 | 0,38 | 0,41 | 0,40 | 0,34 | 0,28 | 0,22 |
Поправочный коэффициент, учитывающий влажность воздуха, продолжительность солнечного сияния и скорость ветра, определяют по формуле
где φ — относительная влажность воздуха, %, ʄ(φ) = 2(1 - 0,009φ); Nobs — наблюдаемая продолжительность солнечного сияния, ч/сут; Nmax — максимально возможная продолжительность солнечного сияния, ч/сут, ʄ(Nobs/Nmax) = 0,34 + 0,5 Nobs/Nmax; ʄ(υ) — функция, учитывающая влияние скорости ветра (ветровая функция), ʄ(υ) = 1 + 0,06 υ₂ (υ₂ — скорость ветра на высоте 2 м от поверхности земли, м/с).
Значение ʄ(Nobs/Nmax) можно найти, зная отношение Nobs/Nmax:
| Nobs/Nmax | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| ʄ(Nobs/Nmax) | 0,44 | 0,49 | 0,54 | 0,59 | 0,64 | 0,69 | 0,74 | 0,79 | 0,84 |
Значение функции влажности воздуха ʄ(φ)
| Относительная влажность воздуха φ, % | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| Функция ʄ(φ) | 1,82 | 1,64 | 1,46 | 1,28 | 1,10 | 0,92 | 0,74 | 0,56 | 0,38 |
Значение ветровой функции ʄ(υ)
| Скорость ветра на высоте 2 м, м/с | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Функция ʄ(υ) | 1,0 | 1,06 | 1,11 | 1,18 | 1,24 | 1,30 | 1,36 | 1,42 | 1,48 |
В России для определения суммарного водопотребления используют другие методы, в частности формулу Н.В.Данильченко, основанную на использовании модифицированной формулы Н.Н. Иванова
ET0 = k1dφʄ(υ)
где k1, — энергетический фактор испарения, мм/мб; dφ — дефицит влажности воздуха, мбар; ʄ(υ) — функция, учитывающая влияние скорости ветра.
Значение энергетического фактора испарения k1, можно определить из выражения
где t — температура воздуха, °С; Iа — упругость насыщенного пара, соответ-ствующая этой температуре, мбар.
Значение энергетического фактора испарения k1, можно также определить, зная температуру воздуха, по табл. 12.2.
| Температура воздуха, °С | Значения k, при градации температур до 1 °С | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 0 | 0,61 | 0,62 | 0,62 | 0,62 | 0,63 | 0,62 | 0,62 | 0,61 | 0,61 | 0,60 |
| 10 | 0,60 | 0,60 | 0,59 | 0,58 | 0,57 | 0,57 | 0,56 | 0,55 | 0,54 | 0,53 |
| 20 | 0,52 | 0,51 | 0,50 | 0,49 | 0,48 | 0,47 | 0,46 | 0,46 | 0,45 | 0,44 |
| 30 | 0,43 | 0,42 | 0,41 | 0,40 | 0,39 | 0,38 | 0,38 | 0,37 | 0,36 | 0,36 |
Дефицит влажности воздуха при отсутствии данных наблюдений можно определить из выражения
где φ — относительная влажность воздуха, %.
Значения ветровой функции можно определить из выражения
либо воспользовавшись табл. 12.3.
| Скорость ветра, м/с | Значения f(υ) при градации скорости ветра 0,1 м/с | |||||||||
| 0,0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 0,0 | 0,64 | 0,65 | 0,66 | 0,67 | 0,68 | 0,70 | 0,71 | 0,72 | 0,73 | 0,74 |
| 1,0 | 0,76 | 0,77 | 0,78 | 0,79 | 0,80 | 0,82 | 0,83 | 0,84 | 0,85 | 0,86 |
| 2,0 | 0,88 | 0,89 | 0,90 | 0,91 | 0,92 | 0,94 | 0,95 | 0,96 | 0,97 | 0,98 |
| 3,0 | 1,00 | 1,01 | 1,02 | 1,03 | 1,04 | 1,06 | 1,07 | 1,08 | 1,09 | 1,10 |
| 4,0 | 1,12 | 1,13 | 1,14 | 1,15 | 1,16 | 1,18 | 1,19 | 1,20 | 1,21 | 1,22 |
| 5,0 | 1,24 | 1,25 | 1,26 | 1,27 | 1,28 | 1,30 | 1,31 | 1,32 | 1,33 | 1,34 |
| 6,0 | 1,36 | 1,37 | 1,38 | 1,39 | 1,40 | 1,42 | 1,43 | 1,44 | 1,45 | 1,46 |
| 7,0 | 1,48 | 1,49 | 1,50 | 1,51 | 1,52 | 1,54 | 1,55 | 1,56 | 1,57 | 1,58 |
Определим значение активных запасов почвенной влаги Wact:
где W0 — начальные (перед выпадением дождей) запасы влаги в том же слое почвы, мм; Wcr — критические или фактические запасы влаги в том же слое, мм.
Начальные (перед выпадением дождей) запасы влаги определяют по формуле
где ƴ — плотность почвы, т/м³; hω — расчетный слой почвы, м; ω₀ — фактическая влажность расчетного слоя, % от массы абсолютно сухой почвы.
Критические или фактические запасы влаги определяют по формуле
где ωcr — критическая (допустимая) влажность того же слоя почвы, % от массы.
Критическую влажность почвы можно определить по уравнению:
где ωFC — влажность, соответствующая наименьшей влагоемкости почвы, % от массы; ωPWP — влажность завядания, % от массы.
При отсутствии данных о влажности завядания критическую влажность почвы можно принять в долях от ωFC:
• для песчаных и супесчаных почв ωcr = (0,50...0,65)ωFC;
• для суглинистых почв ωcr = (0,65...0,75)ωFC;
• для глинистых почв ωcr = (0,75...0,80)ωFC.
Ориентировочные значения влажности, соответствующей наименьшей влагоемкости почвы, ωFC, критической ωcr и активной ωact влажности в метровом слое почвы приведены в табл. 12.4.
| Почвы по гранулометрическому составу | ωFC, мм | ωcr, мм | ωact, мм |
| Песчаные и супесчаные | 120...200 | 60...120 | 60...80 |
| Среднесуглинистые | 210...280 | 150...190 | 60...90 |
| Тяжелосуглинистые и глинистые | 290...360 | 220...260 | 70...100 |
Количество используемых атмосферных осадков Peʄ зависит от частоты и интенсивности их выпадения:
где Р — количество осадков, мм; α — коэффициент использования осадков, который определяется следующим образом:
где WFC — наименьшая влагоемкость расчетного слоя почвы данной культуры, мм.
Количество используемых грунтовых вод Vgr зависит от глубины их залегания, мощности корневой системы растений, литологического строения зоны аэрации, а также от частоты выпадения осадков и поливов. При отсутствии фактических данных величину используемых грунтовых вод Vgr, мм, можно определить из уравнения
где Kgr — коэффициент использования грунтовых вод в долях водопотребления.
При отсутствии опытных данных коэффициент Kgr можно определить по табл. 12.5.
| Глубина залегания пресных грунтовых вод, м | Значения коэффициента Кgr | |||||||
| на почвах легкого гранулометрического состава | на почвах тяжелого гранулометрического состава | |||||||
| при отсутствии растений | при наличии растений с длиной корневой системой, м | при отсутствии растений | при наличии растений с длиной корневой системой, м | |||||
| Менее 0,6 | 0,6... 1,0 | Более 1,0 | Менее 0,6 | 0,6... 1,0 | Более 1,0 | |||
| 0,5 | 0,45 | 0,85 | 1,00 | 1,00 | 0,55 | 0,75 | 0,95 | 1,00 |
| 1,0 | 0,15 | 0,40 | 0,55 | 0,90 | 0,25 | 0,35 | 0,50 | 0,95 |
| 1,5 | — | 0,15 | 0,25 | 0,55 | 0,05 | 0,20 | 0,30 | 0,65 |
| 2,0 | — | — | 0,10 | 0,30 | — | 0,05 | 0,15 | 0,25 |
| 2,5 | — | — | — | 0,15 | — | — | 0,05 | 0,10 |
| 3,0 | — | — | — | 0,05 | — | — | — | 0,05 |
Рис. 12.1. Районирование Европейской территории России по коэффициенту увлажнения Ky
Оросительная норма не является постоянной величиной. Она существенно изменяется в зависимости от зональных условий (коэффициента увлажнения Ky) и погодных условий отдельных лет, оцениваемых вероятностью превышения в %. Коэффициент увлажнения Ky (рис. 12.1) можно определить по формуле
где Wact — активные запасы почвенной влаги в метровом слое почвы на начало расчетного периода, мм; Р — количество осадков за тот же период, мм; ЕТ — испаряемость (потенциальная эвапотранспирация) за расчетный период при температуре воздуха 5 °С и выше.
Источник: Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры. Теодоронский В.С.
Добавить комментарий