книги из ГПНТБ / Михайлов, А. В. Малая ирригация

В Сузакском районе Чимкентской области был создан опытный участок оазисного орошения. На рис. 8 показана схема оросительной сети этого участка. Здесь сотрудни­ ками Казахского научно-исследовательского института водного хозяйства была применена научно обоснованная система агротехнических мероприятий, оптимальные ре-

Г

Резервуар

Участок полиВа по бороздам

г

!

Сэ

1 Участок полиВа по полосам

>$•

I Ju6kuù трубопровод

I_______________________ л

Рис. 8. Схема оросительной сети оазисного участка в Сузак­ ском районе Чимкентской области, построенного КазНИИ вод­

ного хозяйства

53

жимы орошения, способы и техника полива, рациональ­ ные для оазисного орошения схемы и конструкции оро­ сительной системы. В результате оросительная сеть этого участка в течение нескольких лет эксплуатации оправда­ ла затраты на строительство.

Производство кормов на участках оазисного ороше­ ния экономически выгодно: 1 га орошаемых угодий зани­ мает более 100 га пастбищ.

Однако . в специфических природных условиях пу­ стынь и полупустынь необходимо соблюдать, по мнению специалистов КазНИИВХ, многие агротехнические и организационно-технические требования, учитывать их при проектировании, строительстве и эксплуатации систем оазисного орошения.

При проектировании скважины для обводнения надо иметь в виду не только стоимость данного пастбища, но и возможность производства кормов на нем. Небольшие участки оазисного орошения при скважинах, откуда скот летом уходит на другие пастбища, необходимо использо­ вать полнее, высевая здесь кормовые культуры, так как вода в течение некоторого времени не используется для поения скота.

Проектировать обязательно надо с учетом условии каждого конкретного участка: местоположение объекта, рельеф, климат, геологические данные, гидрогеологиче­ ская характеристика территории, почвенно-мелиоратив­ ная характеристика и возможность использования в сель­ ском хозяйстве. Проектом должны быть разработаны мероприятия, необходимые для возделывания сельскохо­ зяйственных культур в рассматриваемых условиях, опре­ делен источник орошения, рассмотрены вопросы плани­ ровки и режима орошения, даны характеристики объектов строительства и определена экономическая эффектив­ ность проводимых мероприятий.

При определении геологических условии проектируе­ мого участка необходимо выяснить водоотдачу грунтов, их просадочность, строительную категорию, наличие грунтовых вод, прогноз подъема их при орошении, засо­ ленность.

Немаловажным условием для нормальной работы участка является степень минерализации воды, при этом следует иметь в виду, что вода с ирригационным коэффи­ циентом менее 1,2 считается совершенно непригодной для

54

орошения, вода с ирригационным коэффициентом от 1,2 до 1,8 пригодна для орошения при условии искусствен­ ного дренирования участка. Однако использование воды с низким ирригационным коэффициентом при отсутствии хорошей воды вполне возможно. При этом рекомендуется применять небольшие оросительные нормы и высокую агротехнику, предупреждающую испарение с поверхности почвы и способствующую максимальному накоплению атмосферной влаги. Вместе с тем для введения почв в действующие до начала орошения требуется удалить из верхнего слоя грунтов уже накопленное количество солей, а также соли, которые будут накапливаться в период ве­ гетации. Действенной предупредительной мерой против вторичного засоления грунтов должно явиться прекраще­ ние непроизводительных потерь артезианской воды и строгое соблюдение поливных норм.

Знание гидрогеологической характеристики проекти­ руемого участка необходимо для определения дебита скважины, качества воды, глубины ее залегания и других элементов, требуемых для выбора конструкции и способа бурения скважины.

В зависимости от почвенно-мелиоративных условий участка будет определяться комплекс мелиоративных и агротехнических мероприятий, направленных на улучше­ ние физико-химических свойств почв, если это необходи­ мо, например, очистка площади от кустарников, плани­ ровка, промывка с учетом сроков, меры по уменьшению испарения с поверхности почвы, внесение органических и минеральных удобрений и т. п.

При проектировании способов полива необходимо учитывать рельеф, почвенно-климатические условия, кон­ струкцию оросительной системы, водообеспеченность, наличие поливной техники, кадров поливальщиков и др. Выбирать технику полива в пустыне с почвами легкого механического состава, с высокой водопроницаемостью и повышенной размываемостью нужно всесторонне, приве­ сти в соответствие размеры борозд и полос и продолжи­ тельность полива. В каждом конкретном случае надо тщательно подобрать элементы оросительной системы и режим орошения в зависимости от высеваемых культур.

По предложению ученых КазНИИВХа, участки оазис­ ного орошения рекомендуется закладывать недалеко от скважины для уменьшения потерь воды и напора. По­

55

стоянную сеть желательно проектировать закрытой и по возможности использовать напор скважины, применяя при этом передвижное ирригационное оборудование (рис. 9). Наиболее экономически выгодным является уча­ сток площадью 40 и выше гектаров, так как на больших площадях можно максимально механизировать кормо­ производство.

На участках орошения должны преимущественно воз­ делываться кормовые культуры. При подборке их надо учитывать устойчивость к почвенно-климатическим усло­ виям пустынь, питательную ценность, поедаемость и дру­ гие качества. Как показал опыт, для кормопроизводства в пустыне можно рекомендовать люцерну, кукурузу, сорго, ячмень. В зависимости от выбранной культуры опреде­ ляется и способ полива.

Для успешного внедрения оазисного орошения боль­ шое значение имеет организация процесса бурения сква­ жин и строительства оросительных систем. От строителей зависит качество бурения и прокладки сети, соблюдение

- о

. полосам

о

Колодец

JpyöonpoSod

Смотробой

колодец

Скбожина

Рис. 9. Схема участка оазисного орошения с*использованием пода­ чи воды напором скважины

56

проектных решений, а качество определяет долговечность системы и получение проектируемых результатов.

Конструкция скважины, как сказано выше, выбирает­ ся в зависимости от гидрогеологических условий терри­ тории участка, этим и определяется методика буровых работ. Например, нужно пробурить скважину глубиной 230 м и диаметром 150—300 мм. Последовательность и методика бурения будут следующие:

1. Бурение в интервале 0—80 м, как правило, рекомен­ дуется проводить долотом диаметром І53/4", при таком режиме скорость вращения снаряда — 200—400 об/мин, давление на забой— 1200—1500 кг, количество промы­ вочной жидкости до 200 л/мин, при ее вязкости 25—ЗОсек., водоотдаче — 5—10 см, удельном весе — 1,2—1,3 г/см и содержании песка — 2—4%. По оконча­ нии бурения этого интервала устанавливаются обсадные трубы диаметром 325/305 мм и цементируется затрубное пространство скважины. Для этого буровой снаряд опу­ скается в скважину до забоя, затем на 2—3 м поднимает­ ся и на верхний конец штанги снаряда закрепляется цементировочная головка. Буровой снаряд соединяется с цементировочным агрегатом и восстанавливается цирку­ ляция (кратковременная промывка скважины чистой во­ дой). После этого соединяют сухой цемент с водой и на­ гнетают цементный раствор в скважину. Для цементации рекомендуется применять специальный тампонажный це­ мент (быстросхватывающийся). Затем в нижний конец обсадных труб забивается деревянная пробка, вся колон­ на опускается в скважину. В скважине происходит вы­ теснение цементного раствора в затрубное пространство и этим гарантируется качественная и надежная цемен­

тация.

2. После проведения цементации в скважину опускает­ ся долото диаметром 140 мм, разбуривается деревянная пробка, бурят оставшийся интервал до проектной глуби­ ны. Технологический режим бурения аналогичен преды­ дущему, промывочная жидкость при бурении глин — чи­

стая вода.

После окончания бурения — электрокаротаж для уста­ новления глубины залегания кровли водоносного горизон­ та. Определив глубину кровли, скважину необходимо разбурить до отметки кровли, обсадив трубами и заце­ ментировать по вышеописанной методике.

57

3. Проходка водоносного горизонта проводится тем же способом, а формирование водоприемной воронки не­ обходимо осуществлять в 2 этапа. На первом этапе — размыв верхней части водоносного горизонта водой, на­ гнетаемой по буровым штангам с помощью грязевого насоса. Продолжительность размыва определяется вре­ менем, в течение которого происходит вынос песка и гли­ нистой фракции на поверхность. Максимальная продол­ жительность первого этапа формирования водоприемной части безфильтровых скважин — 3 суток.

Второй этап формирования водоприемной воронки — это откачка воды из скважины, она совмещается с опыт­

В начале и в конце процесса отбираются пробы воды на химический анализ. После окончания откачки и форми­ рования водоприемной воронки скважина обязательно должна быть оборудована задвижкой и отрегулирован;і на ограниченный режим работы.

Большое значение также имеет создание ороситель­ ной сети, особенно трубопроводов.

При строительстве трубопроводов закрытой ороси­ тельной сети не следует допускать значительных перело­ мов в профиле дна, так как они вызывают дополнитель­ ные напряжения в трубах и основании. В точках прогиба профиля трубопровода может скапливаться воздух, в результате этого будут возникать гидравлические удары, расшатывающие стыки и выводящие из строя отдельные трубы.

Естественным основанием под трубопроводы могут служить грунты, не подверженные пучению и просад­ кам,— песчаные, гравелистые или глинистые. Перед укладкой труб дно траншей зачищают до проектной от­ метки. В грунтах, подверженных пучению, трубопроводы укладывают на песчаную подушку высотой не менее 20 см. Глубину заложения трубопроводов в зависимости от промерзания грунта принимают равной 0,8—1,25 м. Траншеи рекомендуется прокладывать многоковшовыми экскаваторами. В трубопроводах применяют в основном асбестоцементные и стальные трубы. Надежность работы всей системы трубопровода определяет конструкция сты­ ковых соединений. Стыки должны иметь небольшую гиб­

58

кость, так как закрытая оросительная сеть может пройти в Нескольких грунтах, подвергаемых при поливе увлаж­ нению, просадкам и пучению.

При небрежной погрузке и разгрузке или падении на твердое основание, даже с небольшой высоты, асбесто­ цементные трубы теряют до 50% первоначальной прочно­ сти. Учитывая это, нужно бережно относиться к трубам во время работы.

Для удобства при устройстве стыковых соединений в дне траншеи устраивают приямки.

Трубопроводы закрытых оросительных систем перед сдачей их в эксплуатацию должны быть испытаны под давлением для проверки их прочности и герметичности. Асбестоцементные трубопроводы необходимо проверить дважды: предварительно — при открытых траншеях и окончательно — после засыпки траншей и завершения всех работ на данном участке.

Для предварительного испытания рекомендуется брать участок трубопровода длиной не более 1 км. Проч­ ность и герметичность испытывают после утрамбовки грунта в пазухах и частичной засыпки трубопровода зем­ лей до 15—30 см над верхом трубы. Частичная засыпка необходима для предохранения трубопровода от смеще­ ния во время испытания. Стыковые соединения остаются открытыми, чтобы вести наблюдения за ними во время испытания.

Это дает возможность обнаружить все неправильности укладки, дефекты монтажа стыковых соединений, трещи­ ны в трубах и т. и. Продолжительность испытания не менее 10 мин., после чего давление снижают до рабочего и осматривают трубопровод. Если в процессе проверки в трубопроводе не произойдет разрыва труб и фасонных частей, нарушения стыковых соединений, не будет обна­ ружено утечек и падение давления по манометру не пре­ высит 0,5 атм в течение 10 мин., то можно считать испы­ тание успешным.

Окончательное испытание проводят после завершения всех работ по сооружению трубопровода на данном уча­ стке, то есть после укладки и монтажа всех труб, установ­ ки фасонных частей и арматуры, устройства колодцев, благоустройства трассы трубопровода, но не ранее чем через 24 часа после засыпки, траншеи и заполнения тру­ бопровода водой. Испытанию подвергают отдельный тру-

59

равны 7,5 и 25 м, необходимый для нормальной работы напор будет равен 32,5 м. При этом установка должна работать непосредственно от напора самой скважины и орошаемый участок должен находиться на одной отметке с источником орошения. При напоре в 50 м водяного стол­ ба и расходе воды 25 л/сек участок может быть располо­ жен выше водоисточника. Если необходимо, то наливной бассейн используется как водозабор, из которого вода в систему подается насосной станцией, входящей в комп­ лекты поливного оборудования.

Для подачи воды в резервуары из несамоизливающих­ ся скважин устанавливают погружные насосы. Затем из резервуаров при помощи дождевальных машин вода по­ дается насосными установками, а при поливах из откры­ тых каналов — самотеком через водовыпуск. В этом слу­ чае резервуар устанавливается на отметках, находящихся выше орошаемого участка.

Участки площадью 25—30 и 50—60 га орошаются комплектами для орошения, состоящими из разборных трубопроводов, которые укладываются на поверхности земли в зависимости от конфигурации рельефа. В местах пересечения с дорогами над трубами устанавливают пе­ реезды.

В настоящее время промышленность выпускает 9 комплектов передвижного ирригационного оборудова­ ния. Из них комплекты № 1, 2, 3 предусматривают оро­ шение при помощи короткоструйной дождевальной уста­

СНП-25/60, разборного стального трубопровода РТ-180 длиной 1000 м с необходимыми фасонными деталями, ма­ нометра до 10 атм.

61