Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур (стр. 2 из 5)

Осадок сточных вод животноводческих комплексов обладает более высокой удобрительной ценностью, чем навоз. Он содержит 2,9-4,5 азота, 1,2-2,7 фосфора и 0,2-0,5% калия.

Животноводческие стоки широко применяются для орошения.

Ливневые сточные воды – это дождевые и снеговые воды, поступающие в канализационную сеть с территорий городов, промышленных предприятий. Содержат механические примеси, после очистки используют для орошения.

2.2 Деление сточных вод по агромелиоративным показателям

По агромелиоративным показателям сточные воды делят на пять групп:

1. Сточные воды, пригодные для орошения без предварительной подготовки на всех типах почв: хозяйственно-бытовые и смешанные стоки городов, прошедшие биологическую очистку, ливневые стоки промышленных предприятий. Удобрительная ценность их низкая.

2. Стоки, имеющие высокую удобрительную ценность и пригодные для орошения на всех типах почв после небольшой подготовки – отстаивания: стоки предприятий пищевой промышленности и переработки сельхозпродукции, животноводческих комплексов с дезинфекцией.

3. Стоки предприятий текстильной промышленности. Пригодны для орошения на всех типах почвах после нейтрализации, механической очистки. Удобрительная ценность низкая.

4. Стоки, требующие большой предварительной подготовки – физико-химической и биологической очистки, разбавления: стоки химической, тяжелой и металлургической промышленности. Удобрительная ценность низкая.

5. Стоки, требующие очень сложной подготовки с изоляцией агрессивных веществ и полной биологической очистки: сточные воды предприятий по производству ядовитых химических веществ и красителей.

Пригодность стоков для орошения зависит еще и от биологических особенностей растений, типа и свойств почвы и др.

Главный показатель пригодности стоков для орошения - окультуривающее воздействие на почву, повышение ее плодородия.

2.3 Методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические и биологические. При их совместном применении метод очистки и обеззараживания сточных вод называется комбинированным. Использование того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредоносности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения – нефтеловушками, масло- и смолоуловителями и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 2/3 нерастворимых примесей, а из промышленных – более 9/10.

При химическом методе обработки в сточных водах происходит превращение с помощью химических реагентов загрязнений в нерастворимые, газообразные (улетучивающиеся) и безвредные вещества.

Биологическая очистка основана на деятельности аэробных и анаэробных бактерий, минерализующих органические загрязнения, находящиеся в сточных водах в растворенном и коллоидном состоянии. Интенсивность нитрификации характеризует правильность функционирования почвы как биосферы и как системы по очистке стоков от органических веществ.

Стоки обеззараживают как перед сбросом в водоемы, так и перед подачей на оросительные системы сточных вод. При подпочвенном орошении дезинфекция не проводится.

2.4 Схема очистки сточных вод животноводческих комплексов крупного рогатого скота

Из животноводческого комплекса путем гидрослива навозные стоки поступают в жижесборник, в котором происходит разделение по плотности на три фракции: с плотностью меньше единицы, равной единице и меньшей единицы. Фракция с плотностью, равной единице, поступает в отстойники-накопители, где происходит дальнейшее разделение на две фракции: с плотностью, равной единице и больше единицы.

После разделения жидкая фракция из горизонтальных отстойников-накопителей поступает в резервуар осветленных стоков, а твердую фракцию после подсыхания в горизонтальных отстойниках мобильным транспортом вывозят и кагатируют на краю поля. После естественной термической обработки твердую фракцию вносят как обычный подстилочный навоз.

В резервуарах осветленных стоков происходит дальнейшее осветление жидкой фракции. Из резервуаров часть жидкой фракции подают насосами для повторного использования в животноводческом комплексе, а другую часть стоков при помощи насосов подают в смесители, где осветленные стоки смешивают с чистой водой. Разбавленные чистой водой осветленные стоки подают на поля орошения.

3. Режим орошения сельскохозяйственных культур

3.1 Понятие о режиме орошения, виды и требования к нему

Под режимом орошения сельскохозяйственных культур понимают совокупность норм, сроков и числа поливов. Режим орошения должен обеспечивать наиболее благоприятный водно-воздушный режим почвы для данной культуры и получение высоких урожаев при соблюдении экологических требований. В конкретных природных и организационно-хозяйственных условиях с помощью режима орошения добиваются поддержания влажности в активном слое почвы на уровне, обеспечивающем получение запланированных урожаев.

Оптимальный режим орошения должен отвечать следующим основным требованиям:

- во-первых, необходимо, чтобы вся подаваемая на поле вода участвовала в создании урожая;

- во-вторых, поливной режим как неотъемлемый фактор внешней среды должен способствовать сохранению и повышению плодородия орошаемых почв, не допуская их заболачивания и эрозии;

- в-третьих, режим орошения должен регулировать водный, питательный, солевой и тепловой режимы почвы и способствовать более эффективному использованию водных и земельных ресурсов. Поливная вода не должна содействовать засолению и загрязнению почвы. Поливные режимы необходимо рассматривать как единое природное целое с растением, почвой и микроклиматом.

3.2 Расчет оросительных норм осветленными стоками животноводческих комплексов

Оросительные нормы осветленных стоков животноводческих комплексов рассчитывают исходя из следующих показателей:

В – вынос питательных элементов из почвы с урожаем основной и побочной продукции, кг/т;

S – содержание питательных элементов в сточной воде, %;

n – коэффициент использования питательных элементов из сточной воды (для азота и фосфора – 0,6-0,7, для калия – 0,6), кроме того, необходимо учитывать дополнительно коэффициент потерь азота (b), равный 0,8.

Общая формула, по которой рассчитывают годовую оросительную норму стоков, следующая:

, м³/га, для азота , м³/га

Оросительную норму рассчитывают отдельно по азоту, фосфору и калию. Из трех величин оросительных норм за фактическую принимают минимальную. Недостающее количество элементов питания вносят в почву в виде минеральных удобрений. Кроме того, если принятая оросительная норма, рассчитанная по элементам питания, меньше нормы, рассчитанной по водопотреблению, то разницу восполняют чистой водой.

1. Расчет оросительных норм стоками животноводческих комплексов

Культура	Урожайность, т/га	Вынос элементов питания с урожаем		Содержание элементов питания в сточной воде, %	Коэффициент использования элементов питания из сточной воды	Оросительная норма стоков, м3/га
		кг/т	всего, кг			расчетная	принятая
1	2	3	4	5	6	7	8
Ячмень с подсевом люцерны	4,0	N=29,0 P2O5=12,0 K2O=22,0	116 48 88	0,032 0,0074 0,023	0,7 0,6 0,6	647 1081 638	- - 638
Люцерна 1 года пользования	10,1	N=26,0 P2O5=7,0 K2O=15,0	262,6 70,7 151,5	0,032 0,0074 0,023	0,7 0,6 0,6	1465 1592 1098	- - 1098
Люцерна 2 года пользования	12,0	N=26,0 P2O5=7,0 K2O=15,0	312 84 180	0,032 0,0074 0,023	0,7 0,6 0,6	1741 1892 1304	- - 1304
Люцерна 3 года пользования	8,9	N=26,0 P2O5=7,0 K2O=15,0	231,4 62,3 133,5	0,032 0,0074 0,023	0,7 0,6 0,6	1291 1403 967	- - 967
1	2	3	4	5	6	7	8
Кормовая свёкла	80	N=6,5 P2O5=1,5 K2O=8,5	520 120 680	0,032 0,0074 0,023	0,7 0,6 0,6	2902 2703 4928	- 2703 -
Кукуруза на силос	50	N=3,0 P2O5=1,5 K2O=4,0	150 75 200	0,032 0,0074 0,023	0,7 0,6 0,6	837 1689 1449	837 - -

Как видно из таблицы самая большая оросительная норма при орошении стоками животноводческих комплексов у кормовой свеклы – 2703 м³/га, самая меньшая у ячменя – 638 м³/га. У люцерны 3 годов пользования оросительная норма составляет 1098, 1304 и 967 м³/га соответственно; а у кукурузы на силос – 837 м³/га.

3.3 Расчет поливных норм осветленными стоками животноводческих комплексов

Для расчета поливных норм сточными водами животноводческих комплексов необходимо знать число поливов, рассчитанное по водопотреблению. В нашем случае оно составляет: по ячменю – 3, люцерне 1 года пользования – 7, люцерне 2 года пользования – 8, люцерне 3 года пользования – 6, кормовой свёкле – 6, кукурузе на силос – 3 полива.

2. Исходные данные для составления схемы поливов

Культура	Оросительная норма (м3/га) рассчитанная по:		Необходимо дополнительно подать чистой воды, м3/га	Поливная норма, м3/га
	водопотреблению	элементам питания		общая	стоков
1	2	3	4	5	6
Ячмень с подсевом люцерны	1250	650	600	417	217
Люцерна 1 года пользования	3500	1100	2400	500	157
Люцерна 2 года пользования	3700	1300	2400	463	163
Люцерна 3 года пользования	2950	950	2000	492	158
1	2	3	4	5	6
Кормовая свёкла	3100	2700	400	517	450
Кукуруза на силос	1100	850	250	367	283

При поливе сточными водами, к ним приходится добавлять чистую воду, иначе растения будут страдать от избытка питательных элементов. Поливные нормы для каждой сельскохозяйственной культуры очень сильно различаются, так у люцерны 3 годов пользования – 157-163 м³/га, а у кормовой свеклы примерно в 3 раза больше – 450 м³/га.