Применение системы капельнлго орошение с использованием подземных вод основа экономия воды в условных низовым Амударьи

I Природно-климатические условия рассматриваемого региона
Климат рассматриваемого региона резко континентальный, сухой, лето жаркое, продолжительное с резкими колебаниями температуры воздуха, зимой со значительными морозами. В отдельные дни температура опускается до 27-29 ⁰С. Рельеф местности представляет собой равнину, с уклоном поверхности земли 0,0003-0,0005 и лишен барьеров, защищающих от вторжения холодных северных ветров. Высоты местности региона находятся в пределах отметки 60-120 м.
Рассматриваемая территория относится к слабо увлажняемой атмосферными осадками, которые не превышают 100-120 мм в год. Выпадают осадки преимущественно зимой (29%) и весной (42%).
По климатическим особенностям территорию Республики Каракалпакстан условно можно разделить на две части: южную и северную. В северной зоне безморозный период на 12-16 дней короче и при этом среднегодовая температура примерно на 3-4⁰С ниже, чем в южной зоне.
В летние месяцы максимальная температура достигает 25-30⁰С. Сумма положительных температур значительно ниже по сравнению с другими областями Узбекистана и составляет 4000⁰С, основные климатические характеристики приведены в табл. 1.1.
В гидрогеологическим отношении рассматриваемый регион относится к зоне затрудненного естественного и искусственного притока и оттока грунтовых вод (Георгиевский Б.М. 1935, Кесь А.С.1958, Ходжибаев Н.Н. и др 1966).
Грунтовые воды в основном приурочены к четвертичным отложениям, которые представляют собой песчаники, супеси, суглинки и глину. На территории северных районов (в основном в дельтовой части) мощность четвертичных отложений увеличивается от 20 до 60 м.
Уклон зеркала грунтовых вод не превышает 0,0004 - 0,0005 общее направление потока с юга на север в сторону Аральского моря. Источниками питания грунтовых вод на территории Приаральского региона являются фильтрационные воды с орошаемых земель, потери из различных звеньев каналов. Расходуются они в основном на суммарное испарение (65-70%) и отводятся коллекторно-дренажной сетью (20-25%).
Незначительные уклоны местности и заиляемость каналов при низкой воопроницаемости усложняет выбор того или иного вида и технологии полива.
Таблица 1.1 – Климатические характеристики Приаральского региона

№ пп	Пока- затели	Ед. изм.	М Е С Я Ц Ы												Ср. год.
			I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
1	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Метеостанция Ургенч
1	Темпер.	С	-0,9	-,38	8,3	16,4	22,1	28,2	28,5	26,3	19,1	13,9	7,8	4,5	14,49
	Осадки.	мм	3,7	46,8	4,5	11,1	8,8	1,8	0,7	0	0,3	0	1	1,6	80,3
	влажность	%	71	78	61	47	42	34	41	47	44	53	63	67	54
Метеостанция Нукус
2	Темпер.	С	-3,1	-5,6	7,3	16,6	22,8	29,6	30,0	27,7	19,7	13,4	7,3	0,6	13,86
	Осадки.	мм	2,7	12,7	5,8	2,7	3,1	1,0	12,1	1,3	0	0,5	2,9	0	44,8
	влажность	%	79	84	72	60	34	25	32	35	35	49	67	65	53
Метеостанция Кунград
3	Темпер.	С	-4,9	-7,1	5,5	16,2	22,3	28,7	28,6	26,5	18,7	12,1	5,5	0,3	12,7
	Осадки.	мм	13,4	22,1	14,6	3,7	0,03	4,4	0,8	4,0	0	10,3	5,7	0,3	79,33
	влажность	%	79	72	64	50	44	36	39	44	49	57	71	67	56
Метеостанция Чимбай
4	Темпер.	С	-4,4	-6,6	6,4	16,0	22,0	28,3	28,6	26,6	18,8	12,3	6,5	0	12,88
	Осадки.	мм	19,7	44,2	4,3	6,9	4,9	1,0	4,6	6,4	0	7,4	0,8	0	100,2
	влажность	%	76	75	61	47	49	40	43	47	49	57	66	61	56
Метеостанция Тахиаташ
5	Темпер.	С	-2,4	-5,1	7,5	16,5	22,8	29,4	29,1	27,0	24,0	14,0	8,1	2,0	14,41
	Осадки.	мм	2,4	12,6	0,9	7,3	21,1	0,8	1,8	1,0	0	1,8	3,7	0	53,4
	влажность	%	74	78	63	53	47	46	49	53	55	56	68	66	59
	Темпер.	С	-3,14	-4,9	7	16,38	22,4	28,5	28,9	26,82	20,06	13,14	7,04	1,48	13,67
	Осадки.	мм	8,38	27,68	6,02	6,34	7,5	1,3	4	2,54	0,06	4	2,82	0,38	71,6
	влажность	%	76,8	77,4	64,2	51,4	43,2	36,2	40,8	46,2	46,4	54,4	67	65,2	56

II Теоретические основы расчёта каналов

Основными гидравлическими параметрами каналов, которые используются при проектировании новых и реконструкции старых ирригационных систем являются:

Расход воды нетто . Он определяется на основе двух факторов: площади орошаемых земель и максимальной ординаты гидромодуля по формуле:

Где: ω – площадь тяготеющая к данному каналу:
q – ордината максимального гидромодуля.

ω₁ω₂…….ω_n площади отдельных культур
- значение максимальных гидромодулей соответствующих культур.
При этом расход воды в голове канала с учётом потерь воды на фильтрацию определяется

Обычно расчёт гидравлических параметров каналов производится по известной формуле

где: – расчётный расход воды в канале, м³/с
ω – площадь живого сечения, м²;
V – скорость течения, м/с.
При известной величине и ω необходимо определить расход воды при равномерном движении по формуле:

2.1. Порядок расчета

Гидравлический расчет будет произведен по каналам в отдельности.

1. 
   Расчетный расход канала.
   

Для этого необходимо иметь данные по орошаемым площадям не на перспективу (обычно делают так), а конкретный год желательно фактический за многолетний период.

Где:  - площадь конкретной культуры;
q – максимальная ордината гидромодуля, л/с га.
По средневзвешенным величинам  и q определяется величина Q_Н. Далее имея Q_Н с учетом потерь КПД устанавливается величина головного водозабора Q_Б или Q_. Имея данные Q и v легко можно определить остальные параметры русла канала:
, м³/с
, м²

 - смоченный периметр;
m – откос.
2. Гидравлический радиус

При известной величине Q, n, m и J можно определить гидравлически наивыгоднейшее сечение (по способу Агроскина), находим:

При этом канал гидравлически наивыгоднейшего профиля, величина ширина по дну: , а глубина воды
2.2 Скорость течения в каналах
Для обеспечения высокой эксплуатационной надёжности каналов необходимо принимать такое расчётное значение средней скорости х₁ при которой не будет происходить ни размыв, ни заиление. При недопустимой высокой скорости по смоченному периметру откосы канала могут подвергаться разрушению и размыву . Наоборот, при недопустимо малых скоростях в канале могут выпадать наносы и произойдет заиление . Заиление в этих случаях может наблюдаться не только в земляных, но и в бетонированных каналах.
Величины этих скоростей определяются опытным путем. Для несвязанных грунтов величина х_доп определяется по формуле Ц. Е. Мирцхулова:

где: - нормативная усталостная прочность на размыв связанного грунта, Па; d – средний размер агрегатов грунта, приведённый к диаметру равного объёмного шара, м; m – коэффициент; n – коэффициент перегрузки, при отсутствии данных его можно принимать равным 4.

Не заиляющие скорости , величина обычно соответствует состоянию, когда мутность потока или концентрация взвешенных насосов равна транспортирующей способности потока.
Транспортирующая способность потока – то максимальное количество взвешенных насосов, содержащихся в единице объёма воды, которое поток способен транспортировать без их осаждения ;
Величину можно определить по формуле Е. А. Замарина: при 0,0004<щ<0.002 м/c

при: 0,002<щ<0.008 м/с

Согласно по Шези

тогда гидравлическая крупность находится в пределах 0,0004<щ<0.002 м/с

Отсюда

Для тех случаев, когда 0,002<щ<0.008 м/с

Следующий способ определения и заключается в следующем. Приняв коэффициент Шези по формуле Павловского получим:
тогда получим:
для 0,0004<щ<0.002 м/c

для

Для ориентировочных расчётов
где: R – гидравлический радиус, м;
А=0,33 при ω_срв<0.0015 м/c
А=0,44 при ω_срв<0.0015÷0,0035 м/c
А=0,55 при ω_срв<0,0035 м/c
В расчётах средняя скорость должна ограничиваться в пределах

Д. В. Штеренлихт предлагает определить величину используя расчётную таблицу и обозначить её через .
Порядок расчёта таков:
При известной и определяется функция (по таблице), затем находит значение ; т.е а затем находится определяется:

Одним из главных вопросов которым необходимо определить величину незаиляющей скорости при заданном расходе воды и мутности потока.
Обычно величину незаиляющей скорости определяют по формуле:

где ω_ср – средневзвешенная гидравлическая крупность, м/с, i – уклон, R – гидравлический радиус.
Когда известны величины Q и V определяются основные гидравлические параметры каналов, площадь, глубина, ширина, смоченный периметр и гидравлический радиус по такой последовательности расчёта:
отсюда

где: в – ширина по дну
h – глубина
m – откос
Величина гидравлического радиуса определяется


Величина гидравлического радиуса равна: