Дренажная система (сельское хозяйство) - Drainage system (agriculture)

An сельскохозяйственная дренажная система это система, с помощью которой воды является осушенный на или в почва усилить сельскохозяйственный изготовление посевы. Это может включать любую комбинацию ливневая вода контроль, борьба с эрозией, и контроль уровня воды.

Классификация

Классификация сельскохозяйственных дренажных систем.

Хотя в сельском хозяйстве используется более двух типов дренажных систем, существует два основных типа: (1) поверхностный дренаж и (2) подземный дренаж.

Урожайность (Y) и глубина грунтовых вод (X в дм) [1]

На рисунке 1 классифицируются различные типы дренаж системы. На нем показаны полевые (или внутренние) и основные (или внешние) системы.[2] Функция система полевого дренажа заключается в управлении уровнем грунтовых вод, тогда как функция главная дренажная система заключается в сборе, транспортировке и сбросе воды через водосток. В некоторых случаях проводится дополнительное различие между коллекторными и магистральными дренажными системами. Полевые дренажные системы подразделяются на поверхностные и подземные полевые дренажные системы.

Иногда (например, в орошаемый, погруженный рисовые поля ), требуется форма временного дренажа, при котором дренажной системе разрешается функционировать только в определенных случаях (например, в период сбора урожая). Если позволить работать непрерывно, будет потеряно чрезмерное количество воды. Поэтому такая система называется проверил, или же контролируемый, дренажная система.

Однако чаще всего дренажные системы предназначены для работы как можно более регулярно, чтобы предотвратить чрезмерное заболачивание в любой момент времени, и это обычная дренажная система это чаще всего используется. В сельскохозяйственной литературе это иногда также называют «рельефной дренажной системой».

Системы поверхностного водоотвода

Обычные системы поверхностного дренажа, которые начинают функционировать, как только выпадает избыток осадков или применяется орошение, полностью работают за счет сила тяжести. Они состоят из измененных форм или преобразованных поверхностей земли и могут быть разделены на:

  • Слоистые системы, используемые на равнинах для других культур, кроме риса;
  • Градуированные системы, используемые на склонах для выращивания других культур, кроме риса.

Наслоенные и ступенчатые системы могут иметь гребни и борозды.

Проверяемые поверхностные дренажные системы состоят из контрольных затворов, установленных на насыпях, окружающих плоские бассейны, например, те, которые используются для рисовых полей на равнинах. Эти поля обычно находятся под водой, и их нужно осушать только в определенных случаях (например, во время сбора урожая). Проверенные системы поверхностного водоотвода также встречаются в террасный земли, используемые под рис.[3]

В литературе можно найти немного информации о взаимосвязи между различными системами дренажа регулярных поверхностных полей, снижением степени заболачивания и воздействием на сельское хозяйство или окружающую среду. Поэтому сложно разработать надежные сельскохозяйственные критерии для обычных систем поверхностного дренажа полей. Большинство известных критериев для этих систем касается эффективности методов планировки земли и землеройных работ.[4]

Точно так же не очень хорошо известны сельскохозяйственные критерии для проверенных систем поверхностного дренажа ...

Системы подземного дренажа

Кружка и слив для подошвы (Шотландия, 18 век)

Как и системы поверхностного полевого дренажа, подземные полевые дренажные системы также можно разделить на обычные системы и контролируемые (контролируемые) системы.

Система контролируемого дренажа

Когда слив дренажа происходит полностью самотеком, оба типа подземных систем имеют много общего, за исключением того, что проверенные системы имеют контрольные заслонки, которые можно открывать и закрывать в зависимости от необходимости. Они могут сэкономить много воды для полива.[5] А проверил дренажная система также уменьшает сброс через главную дренажную систему, тем самым снижая затраты на строительство.

Когда происходит разрядка накачиваниедренаж можно проверить, просто отключив насосы или сократив время откачки. На северо-западе Индии эта практика повысила эффективность ирригации и уменьшила количество необходимой поливной воды, но не привела к чрезмерным засоление.[6]

Параметры горизонтального дренажа
Параметры вертикального дренажа

Системы подземного полевого дренажа состоят из горизонтальных или слегка наклонных каналов, проложенных в почве; они могут быть открытыми канавы, траншеи, засыпанные хворостом и грунтовкой, засыпанные камнями и грунтовкой, канализационные дренажные трубы, водостоки из плитки, или кротовые стоки, но они также могут состоять из ряда колодцев.

Современные подземные дренажные трубы часто состоят из гофрированных, гибких и перфорированных пластиковых (ПЭ или ПВХ) трубопроводов, обернутых конверт или фильтр материал для улучшения проницаемости вокруг труб и предотвращения попадания частиц почвы, что особенно важно при Сэнди и илистый почвы. Окружение может состоять из синтетическое волокно (геотекстиль ).

В полевые стоки (или же боковые стороны) сливают воду в коллектор или в основную систему посредством сила тяжести или по накачивание.

Колодцы (которые могут быть открытыми колодцами или трубчатые колодцы) обычно должны перекачиваться, но иногда они присоединяются к дренажам для слива самотеком.

Подземный дренаж скважинами часто называют вертикальным дренажем, а дренаж по каналам - горизонтальным дренажем, но более ясно говорить о «полевом дренаже из колодцев» и «полевом дренаже через канавы или трубы» соответственно.

В некоторых случаях подземный дренаж может быть достигнут просто путем разрушения медленно проницаемых слоев почвы путем глубокая вспашка (недозагрязнение ) при условии наличия в метро достаточного естественного дренажа. В других случаях проблему может решить сочетание недозагрязненных и подземных стоков.

Основные дренажные системы

Глубокий сток коллектора

Основные дренажные системы состоят из глубоких или неглубоких коллекторов, а также основных дренажных или канализационных дренажей.

Для систем подземного полевого дренажа требуются глубокие дренажные системы, в то время как неглубокие дренажные дренажные системы используются для систем поверхностного дренажа, но их также можно использовать для подземных систем с закачкой. Глубинные коллекторы могут состоять из открытых канав или заглубленных трубопроводов.

Условия глубокие коллекторы и мелкие коллекторы относятся скорее к глубине уровня воды в коллекторе ниже поверхности почвы, чем к глубине дна коллектора. Глубина дна определяется как глубиной уровня воды, так и необходимой пропускной способностью.

Глубинные коллекторы могут либо сбрасывать свою воду в глубокие магистральные стоки (которые являются сточными водами, которые не получают воду непосредственно из полевых сточных вод, а только из коллекторов), либо их вода может перекачиваться в сточную канализацию.

Дренажные стоки - это основные стоки, в которых глубина уровня воды ниже поверхности почвы не ограничена до минимума, а уровень воды может даже быть выше поверхности почвы, при условии, что для предотвращения затопления сделаны насыпи. Сточные воды могут использоваться как в подземных, так и в наземных дренажных системах.

Насосная станция Van Sasse in Могила, Нидерланды

Глубокие магистральные стоки могут постепенно превратиться в сточные канавы, если они будут иметь меньший уклон, чем уклон земли вдоль дренажа.

Технические критерии, применимые к основным дренажным системам, зависят от гидрологической ситуации и от типа системы.[7]

Главный дренажный выход

Последней точкой основной дренажной системы является самотечная выпускная конструкция. [8] или насосная станция.[9]

Приложения

Системы поверхностного дренажа обычно применяются на относительно равнинных землях с почвами с низким или средним инфильтрационная способность или на землях с интенсивными осадками, которые превышают нормальную инфильтрационную способность, так что на поверхности почвы происходит частое заболачивание.

Системы подземного дренажа используются, когда проблема дренажа в основном связана с неглубокими водными горизонтами.

Когда происходит как поверхностное, так и подземное переувлажнение, требуется комбинированная система поверхностного / подземного дренажа.

Иногда система подземного дренажа устанавливается в почвах с низкой инфильтрационной способностью, где проблема поверхностного дренажа может улучшить структура почвы и способность к проникновению настолько велика, что система поверхностного дренажа больше не требуется.[10]

С другой стороны, также может случиться так, что поверхностная дренажная система снижает подпитка подземных вод до такой степени, что проблема подземного дренажа значительно уменьшается или даже устраняется.

Выбор между системой подземного дренажа с помощью труб и канав или трубчатых колодцев больше зависит от технических критериев и затрат, чем от сельскохозяйственных критериев, потому что оба типа систем могут быть спроектированы так, чтобы соответствовать одним и тем же сельскохозяйственным критериям и обеспечивать одинаковые преимущества. Обычно водостоки или канавы предпочтительнее колодцев. Однако, когда почва состоит из плохо проницаемого верхнего слоя толщиной в несколько метров, перекрывающего быстро проницаемый и глубокий недра, колодцы могут быть лучшим вариантом, потому что расстояние между дренажами, необходимое для труб или канав, будет значительно меньше, чем расстояние для колодцев.

Процедуры проектирования дренажа

Когда земле нужен подземный дренаж, но соленые грунтовые воды присутствует на большой глубине, лучше использовать неглубокую, близко расположенную систему труб или канав вместо глубокой, широко разнесенной системы. Причина в том, что более глубокие системы производят более соленые сточные воды, чем мелкие. В таком случае экологические критерии могут запретить использование более глубоких систем.

В некоторых дренажных проектах можно обнаружить, что предусмотрены только магистральные дренажные системы. В этом случае сельскохозяйственные земли, вероятно, все еще будут испытывать проблемы с дренажем полей. В других случаях можно обнаружить, что полевые дренажные системы неэффективны из-за отсутствия адекватной основной дренажной системы. В любом случае установка дренажных систем не рекомендуется.

Справка:[11] дает общую характеристику осушения земель в мире и [12] показывает статью о типах систем осушения сельскохозяйственных земель, используемых в различных частях мира.

Конструкция дренажной системы

Анализ положительных и отрицательных (побочных) эффектов дренажа и оптимизация конструкции дренажа в соответствии с процедуры проектирования дренажа обсуждается в статье о Исследование дренажа.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Данные, предоставленные различными авторами, о реакции бананов, хлопка, сахарного тростника и пшеницы на уровень грунтовых вод [1]
  2. ^ Критерии сельскохозяйственного дренажа. Глава 17 в: H.P. Ritzema (изд. 1994), Принципы дренажа и их применение, Публикация ILRI 16, стр.635-690. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN  90-70754-33-9. Бесплатная загрузка с: [2] , под № 1 или напрямую в формате PDF: [3]
  3. ^ Остербан, Р.Дж., Х.А. Ганневег и А. Хейзинг, 1987 г. Контроль воды при выращивании риса в небольших долинах Западной Африки. В: Годовой отчет ILRI 1986, стр. 30-49. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Скачать с: [4] , под № 8 или напрямую в формате PDF: [5]
  4. ^ Р. Дж. Севенхейсен, 1994. Системы поверхностного дренажа. В: Х.П. Ритцема (ред.), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр.799-826. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN  90-70754-33-9
  5. ^ Корани, М., М.С. Абдель Дайем и Р.Дж. Остербан, 1990 г. Оценка ограниченного подземного дренажа на рисовых полях. В: Симпозиум по дренажу земель для борьбы с засолением в засушливых и полузасушливых регионах, Vol. 3. Научно-исследовательский институт дренажа, Каир, стр. 415-423.
  6. ^ Рао, К.В.Г.К., Д.П. Шарма и Р.Дж. Остербан 1992. Дополнительное орошение за счет управления грунтовыми водами с контролируемым подземным дренажом в полузасушливых районах. Международная конференция по дополнительному орошению и управлению засухой, Бари, Италия
  7. ^ М.Г. Бос, 1994. Системы подземного дренажа. В: Х.П. Ритзема (ред.), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр.725-798. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN  90-70754-33-9
  8. ^ W.S. де Фриз и Э. Гюйскес, 1994. Конструкции с гравитационным выходом. В: Х.П. Ритзема (ред.), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр. 965-1000. Международный институт мелиорации и улучшения земель, Вагенинген (ILRI), Нидерланды. ISBN  90-70754-33-9
  9. ^ Дж. Видиекс и М. Г. Бос, 1994. Насосы и насосные станции. В: Х.П. Ритзема (ред.), Принципы дренажа и их применение, Публикация 16 ILRI, стр. 965-1000. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN  90-70754-33-9
  10. ^ Де Йонг, M.H. 1979 г. Дренаж структурированных глинистых грунтов. В: J. Wesseling (ed.), Proceedings of the International Drainage Workshop. Публикация ИЛРИ 25, стр. 268-280. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. ISBN  90-70260-54-9
  11. ^ Носенко, П. и является. Зонн 1976. Осушение земель в мире. Бюллетень МКИД 25, 1, стр.65-70.
  12. ^ Общие ситуационные исследования методов и систем дренажа на сельскохозяйственных землях. Лекционная записка, Международный курс по дренажу земель (ICLD), Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Скачать с: [6] , под № 4 или напрямую в формате PDF: [7]