Landwirtschaft & Agrartechnologie

Bewässerung und Entwässerung - Verdunstungs- und Versickerungskontrolle

Verdunstung undVersickerung Kontrolle

Es wurden verschiedene Techniken versucht, um die Verluste an Bewässerungswasser zu verringern. Zwei Hauptverlustquellen, insbesondere durch Oberflächenversorgungen und Oberflächensysteme, sind Verdunstung und Versickerung aus Stauseen und Kanälen. Es wurden viele Studien zu Techniken zur Unterdrückung der Verdunstung durchgeführt. Eine der vielversprechenderen scheint das Aufbringen eines speziellen Alkoholfilms auf die Oberfläche zu sein, der die Verdunstung um etwa 30 Prozent verzögert und die Wasserqualität nicht beeinträchtigt. Das Hauptproblem bei seiner Verwendung ist, dass es zerbrechlich ist; Ein starker Wind kann es auseinanderblasen und das Wasser der Verdunstung aussetzen.

Das Versickern wurde weitgehend durch Auskleidung der Haupt- und Vertriebskanäle mit undurchlässigem Material, typischerweise Beton, kontrolliert . Andere verwendete Materialien sind Asphalt und Kunststofffolien , obwohl Kunststoff dazu neigt, sich zu verschlechtern, wenn er Sonnenlicht ausgesetzt wird .

Typische Systeme

Das typische Oberflächenbewässerungssystem nutzt einen öffentlich entwickelte Wasserversorgung -zB, ein Fluss-Becken Reservoir . Das öffentliche Projekt baut auch die Hauptkanäle, um Wasser aus dem Stausee in die landwirtschaftlichen Flächen zu leiten. Im Allgemeinen fließen die Kanäle durch die Schwerkraft , aber häufig sind Hebestationen erforderlich. Versorgungs- und Feldkanäle werden verwendet, um das Wasser auf das einzelne Feld zu bringen, wo es entweder durch Furche oder durch Hochwassermethode auf das Land aufgebracht wird.

Bis vor kurzem die meisten Sprinkler-Bewässerungssysteme waren von privat entwickelten Wasserversorgungen abhängig, aber viele moderne Sprinkleranlagen konnten auf öffentliche Wasserversorgungen zurückgreifen. In jedem Fall wird eine Pumpe benötigt , Wasser aus einem großen , gut zu pumpen (3.785 Litern oder 1.000 Gallonen pro Minute oder mehr) oder ein Versorgungskanal. Das Wasser fließt in die Hauptleitung des Systems und von dort zu einer Sprinkleranlage. Viele automatische oder halbautomatische Sprinkleranlagen bewegen sich mit Wasser über das Feld. Zwei übliche Einheiten sind der sogenannte Mittelzapfen und der fahrende Sprinkler. Die Center-Pivot-Einheit ist in der Mitte des Feldes verankert. Eine lange Seite (Arm) mit darauf montierten Sprinklern fegt das Feld im Kreis. Das System hat den Nachteil, dass die Ecken eines quadratischen Feldes fehlen. Ein fahrender Sprinkler ist auf einem Anhänger montiert und wird auf einer nicht bepflanzten Fahrspur über das Feld geschleudert. Das Gerät zieht einen flexiblen Schlauch, der an die Hauptversorgungsleitung angeschlossen ist. Wenn es das Ende der Fahrspur erreicht, wird es automatisch abgeschaltet und kann auf die nächste Fahrspur verschoben werden. Trotz einiger MängelEffizienz mit einem Minimum an Arbeit.

Modern Planung und Bau von Entwässerungssystemen

Planen eines Systems

Die Planung und Auslegung von Entwässerungssystemen ist keine exakte Wissenschaft. Obwohl in der Boden- und Pflanzenwissenschaft viele Fortschritte erzielt wurden , wurden keine Techniken entwickelt, um die Grundprinzipien zu präzisen Entwürfen zu kombinieren. Einer der Hauptgründe für Schwierigkeiten bei der Anwendung der bekannten Theorie ist die launische Variabilität des NatürlichenBoden im Gegensatz zu den idealisierten Böden, die zur Entwicklung einer Theorie erforderlich sind.

Die Art des Entwässerungssystems hängt von vielen Faktoren ab. Am wichtigsten ist jedoch die Art des Bodens, die bestimmt, ob das Wasser schnell genug durchfließt, um die unterirdische Entwässerung zu nutzen. Böden mit einem hohen Anteil an Partikeln in Sand- und Schlickgröße und einem geringen Anteil an Partikeln in Tongröße werden dies normalerweise tunWasser schnell genug übertragen, um eine Entwässerung unter der Oberfläche zu ermöglichen .Böden mit hohem Anteil an tongroßen Partikeln können normalerweise nicht durch Verbesserungen unter der Oberfläche entwässert werden. Es ist wichtig, die Bodeneigenschaften bis zu einer Tiefe von 1,5 bis 1,8 Metern (5 bis 6 Fuß) zu berücksichtigen, da die Schicht im Boden, die das Wasser am langsamsten überträgt, das Design steuert und in diesen Tiefen Verbesserungen unter der Oberfläche installiert werden können.

Das Die Topographie oder Neigung des Landes ist ebenfalls wichtig. In vielen Fällen ist entwässerungsbedürftiges Land so flach, dass eine Konturkarte mit Höhen von 30 cm (12 Zoll) oder 15 cm (6 Zoll) verwendet wird, um Problemstellen und mögliche Auslässe für Entwässerungswasser zu identifizieren. Oft kann eine Verkaufsstelle nur durch kollektives Handeln der Gemeinschaft entwickelt werden. Berücksichtigt werden auch die Niederschlagsmuster, die anzubauenden Pflanzen und die normale Höhe des Grundwasserspiegels . Wenn in kritischen Phasen des Pflanzenwachstums keine starken Regenfälle wahrscheinlich sind, können weniger umfangreiche Entwässerungsverbesserungen ausreichen. Die Kapazität des Systems wird zum Teil vom Wachstumsmuster der Kultur, ihrem Pflanzdatum, den kritischen Wachstumsstadien, der Toleranz gegenüber überschüssigem Wasser, dem Erntedatum und dem Wert bestimmt.

In einigen Gebieten ist der normale Wasserstand im Boden hoch, in anderen niedrig; Diese Variable wird immer untersucht, bevor ein Entwässerungssystem geplant ist.

Arten von Entwässerungssystemen

Entwässerungssysteme können in zwei Kategorien unterteilt werden: Oberfläche und Untergrund. Jedes hat mehrere Komponenten mit ähnlichen Funktionen, aber unterschiedlichen Namen. Am unteren Ende eines Systems befindet sich eine Steckdose. In der Reihenfolge abnehmender Größe sind die Komponenten eines Oberflächensystems der Hauptsammelgraben, der Feldgraben und der Feldabfluss; und für ein Untergrund - System, hauptsächlich, submain und seitliche Leitungen vom submain. Der Auslass ist der Entsorgungspunkt für Wasser aus dem System. die Hauptleitung führt Wasser zum Auslass; Der Submain oder Feldgraben sammelt Wasser von mehreren kleineren Einheiten und transportiert es zur Hauptleitung. und der seitliche oder Feldabfluss, die kleinste Einheit des Systems, entfernt das Wasser aus dem Boden.

The outlet for a drainage system may be a natural stream or river or a large constructed ditch. A constructed ditch usually is trapezoidal in section with side banks flat enough to be stable. Grass may be grown on the banks, which are kept clear of trees and brush that would interfere with the flow of water.

A surface drainage system removes water from the surface of the soil and to approximately the bottom of the field ditches. A surface system is the only means for drainage improvement on soils that transmit water slowly. Individual surface drains also are used to supplement subsurface systems by removing water from ponded areas.

The field drains of a surface system may be arranged in many patterns. Probably the two most widely used are parallel drains and random drains. Parallel drains are channels running parallel to one another at a uniform spacing of a few to several hundred metres apart, depending on the soil and the slope of the land. Random drains are channels that run to any low areas in the field. The parallel system provides uniform drainage, whereas the random system drains only the low areas connected by channels. In either case the channels are shallow with flat sides and may be farmed like the rest of the field. Crops are usually planted perpendicular to the channels so that the water flows between the rows to the channels.

Some land grading of the fields where surface drains are installed is usually essential for satisfactory functioning. Land grading is the shaping of the field so that the land slopes toward the drainage channels. The slope may be uniform over the entire field or it may vary from part to part. Historically, the calculations necessary for planning land grading were time-consuming, a factor that restricted the alternatives available for final design. Today, computer models rapidly explore many possibilities before a final land grading design is selected.

In a subsurface drainage system, often called a tile system, all parts except the outlet are located below the surface of the ground. It provides better drainage than a surface system because it removes water from the soil to the depth of the drain, providing plants a greater mass of soil for root development, permitting the soil to warm up faster in the spring, and maintaining a better balance of bacterial action, the air in the soil, and other factors needed for maximum crop growth.

The smallest component of the subsurface system, the lateral, primarily removes water from the soil. The laterals may be arranged in either a uniform or a random pattern. The choice is governed by the crop grown and its value, the characteristics of the soil, and the precipitation pattern.

The primary decision required for a system with uniform laterals is their depth and spacing. In general, the deeper the laterals can be emplaced, the farther apart they can be spaced for an equivalent degree of drainage. Laterals usually are spaced from 24 to 91 metres (80 to 300 feet) apart and 0.9 to 1.5 metres (3 to 5 feet) deep.

Subsurface drainage systems are as important in many irrigated areas as they are in humid areas. A drainage system is needed on irrigated lands to control the water table and ensure that water will be able to move through a soil, thus keeping salts from accumulating in the root zone and making the soil unproductive.