Гидромодуль

Гидромодуль осушения или орошения,—количество воды, которое должно отводиться с каждой единицы осушаемой площади или приводиться на каждую единицу орошаемой площади земли в целях мелиорации. Сел.-хоз. мелиорация имеет своей задачей коренное улучшение естественных гидрологических условий, регулирования определенными гидротехническими способами естественного наличного водно-воздушного режима почв в соответствии с потребностями тех культур, которые на этой территории возделываются или предполагаются к возделыванию, путем отведения избыточной влаги из почвы в районах избыточного увлажнения или доставления почве недостающей ей влаги в засушливых районах. Количество воды, которое необходимо отводить с данной территории или приводить на нее, зависит прежде всего от характера культуры на этой территории; каждой культуре соответствует определенный водно-воздушный режим почвы, к-рый является для нее наивыгоднейшим. Если на сухую почву привести воды больше, чем нужно культурам на этой почве в данной местности, то растения начинают страдать, уменьшают урожай и могут постепенно погибнуть. Если из сырой почвы отвести воды больше, чем это требуется культурами на этой почве, то они также начинают страдать и очень сильно •Теряют в своей продуктивности. В виду этого как при орошении, так и при осушении почвы должно осуществляться двустороннее регулирование водного режима, то есть отвод воды и дренаж орошаемых земель и регулирование грунтовых вод и орошение на болотистых местностях. Таким обр., как приведение воды на почвы недостаточно увлажненные, так и отведение воды из почв избыточно увлажнен, должно производиться в строго определенных количествах. Осуществление мелиораций без применения надлежащих норм невыгодно для всего водного и сельского хозяйства страны как технически, так и экономически.

Создание на месте естественных условий влажности мелиорируемой территории новых условии этой влажности достигается при помощи целой системы каналов разной величины и различного направления, то есть при помощи мелиоративно-гидротехнической системы, оросительной или осушительной. В оросительной системе вода из источника орошения поступает в главный канал, из которого разводится сетью распределительных и, наконец, поливных каналов; из этих последних вода поступает непосредственно на орошаемые поля и здесь из состояния токов в каналах превращается уже в состояние почвенной влажности на полях. В осушительной же системе, наоборот, вода сетью мелких канав переводится из состояния избыточной влажности почвы на полях в состояние водяных токов в каналах, постепенно из мелких каналов собирается в более крупные и, наконец, в магистральный канал, который и отводит ее в естественный водоприемник. Пропускная способность кана лов и размеры тех токов или расходов воды, которые в них устанавливаются, а следовательно, и размеры самих каналов должны соответствовать тому водному режиму, какой должен быть установлен на полях, сообразно с.-х. использованию их, то есть потребностям культур. Следовательно, для поддержания требуемых условий водного режима на полях каждая единица орошаемой или осушаемой площади должна быть обеспечена "определенной величиной расхода воды во всех частях сети. Другими словами, мелиорация должна осуществляться по известным нормам, по известному модулю, величина которого служит для расчета пропускной способности и размеров каналов мелиоративной системы и к-рый обусловливается величиной разницы между наличным и нужным гидролог, режимом данной территории.

Величина Г. зависит от целого ряда факторов, главнейшими из которых являются: а) природные—гидрологические, почвенные, климатические, топографические и др. условия мелиорируемой площади; б) хозяйственно-экономические—характер сельскохо-зяйств. использования площади (состав культур) и общая интенсивность мелиорации. Сообразно изменению во времени как гидрологических и климатических условий, так и потребностей растений в воде, и величина Г. не остается постоянной, а изменяется во времени. Расчет каналов ведется на наибольшее расчетное значение Г. Величина оросительного Г. колеблется обычно в пределах от 0,3 до 1,1 л/ск на 1 га орошаемой площади. Значение Г. потребления определяется выражением:

( - ^{1 т} I ^л 1

^netto 36,4 Т _га ск »

где «—%-ный состав культур, орошаемых в данный период; Т—продолжительность поливного периода этих культур в сутках; m—поливная норма или количество воды, необходимое на один полив культуры вм³/га; m=kHA, где Я—глубина (в метрах) активного увлажняемого слоя почвы, А—полная влагоемкость данной почвы в % от объёма почвы, к—коэффициент, зависящий от степени точности регулирования почвенной влажности; если отклонения от оптимума влажности в ту и другую сторону допускаются в 20%, то к=20. Гидромодуль подачи п _ ^ vel to

^JbmttO γ ’

где η—кпд соответствующей оросительной системы или канала; η колеблется от 0,95 до 0,30, в зависимости от совершенства устройства каналов, их длины, свойств грунта и других условий.

Величина осушительного модуля при осушении открытыми каналами, или модуля стока, определяется ф-лой:

V ω

где к и К—коэффициенты перевода мер (при выражении <? в л/ск с га, А·=0,028); р—суточная интенсивность осадков в миллиметров (за расчетный период, например, летних высоких вод); а—коэфф., характеризующий условия стока с единицы площади, причем а равна 0,35— 0,95; 7—действительная продолжительность выпаденияюсадков в часах; η—коэффициент, равный от 1,0 до 2,0 в зависимости от формы водосборной площади данного канала; /. ---- г„ Т—произведение средней скорости стока на продолжительность осадков (в ж); L—длина площади стока (по направлению отекания воды в канал) в ж; ω—водосборная площадь данного канала в га;х—показатель корня, равный 2,0 до 4,0 в зависимости от уклона и размеров водосборпой площади. Значение модуля стока колеблется от 0,0:5 до 0,35 л/ск и выше с га.

Значение дренажного модуля, характеризующего собой условия отвода не поверхностного, а внутреннего стока почвенно-грунтовых вод, выражается след, ф-лой:

_ ρ·η·α Г л Ί

^ 8840 ]_га · ckJ ’

где μ—суточная интенсивность осадков в миллиметров: η—коэффициент остатка вод от стока, равный 1 — а (где а—коэффициент поверхностного стока); а—коэфф. просачивания воды в дренаж в %; он зависит от свойств почвы и степени ее сухости, т. к. в дренаж может поступать только та вода, которая превышает потенциальную влагоемкость почвы при данных условиях; коэффициент β, равный 1,0 до 1,5, зависит от интенсивности дренажа. Расчетная величина интенсивности осадков Р Д- б. выбрана для того периода времени, какой является «критическим» в отношении развития возделываемых на данной площади культур или вообще ее сел.-хоз. использования. Величина дренажного модуля в среднем колеблется от 0,4 до 0.8 л/ск с 1 га.

Приведенные ф-лы показывают те главнейшие факторы, от которых зависит величина Г. Установление расчетной величины Г. производится на основе специальных опытов и исследований с целью определить: 1) потребности растений в воде и воздухе и изменение их во времени при данных почвенных и климатич.условиях и,следовательно, тот наивыгоднейший водно-воздушный режим почвы, какой надо поддерживать на мелиорируемой площади; 2) наличный водный режим на данной площади в естественных условиях; 3) на основании того и другого—количественные изменения, какие должны быть внесены в естественный режим путем мелиорации; 4) наилучшие условия и способы создания в почве нужного водновоздушного режима вместо естественного: способы полива, размеры и расположение оросительных капав или конструкции, размеры и расположение отводящих воду каналов или дрен. Гидромодульные исследования ведутся в двух направлениях, взаимно дополняющих друг друга: 1) на постоянных станциях ведется опытным путем изучение т. н. оптимального модуля, то есть таких норм и способов регулирования почвенной влаги, которые являются миллиметроввыгод-иейшими при тех или иных климатических, почвенных и с.-х. условиях; 2) статистическ. путем особыми отрядами ведется изучение так паз. фактич. модуля, то есть "действительно существующих в данной местности оросительных или осушительных норм и установившихся способов регулирования влаги. Эти исследования необходимы при проектировании как новых оросительных или осушительных систем, так и при переустройстве старых систем. Знание Г. не в меньшей степени необходимо для правильной организации эксплуатации орошаемых и осушаемых земель и гидротехнических сооружений на них. Гидромодульные исследования имеют также большое юридич. значение в организации водопользования и в определении прав на воду.

Гидромодульные исследования в царской России были начаты в 1912 году, когда Отделом земельных улучшений Министерства земледелия была для этой цели организована специальная Гидромодульиая часть. Гидромодульные исследования велись в Туркестане, в Заья, в губерниях: Самарской, Астраханской, Таврической, Минской, Московской, Волынской и Новгородской. Результаты этих работ напечатаны в изданиях Гидромодульной части. После революции Гидромодульиая часть была преобразована в Опытно-мелиоративную, и задачи ее были расширены. С 1918" года до настоящего времени гидромодульпые исследования велись в следующих районах СССР: 1) В европейской части Союза: в Ленинградской области, Карельской АССР, в Центрально-Промышленном, Западном и Центрально-Черноземном районах, в Среднем и Нижнем Поволжьи и на Северном е в Крыму и на юге Украины. 2) В Азиатской части Союза—во всех республиках Средней Азии, в Заья (начато), а также в Сибири. Однако, во всех названных районах исследования Г. велись в течение еще весьма недостаточного промежутка времени, между тем как изучение гидромодуля как величины, зависящей от изменяющихся во времени гидрологических и климатическ. факторов, требует значительной длительности для получения устойчивых данных. Все гидромодульные и опытно-мелиоративные исследования в настоящее время в научно-методологическом п программном отношениях объединяются в Государственном ин-те сел.-хоз. мелиораций мзема РСФСР, где сосредоточены и все материалы гидромодульных исследований в разных районах.

Лит.: Костяков Λ. Н. Материалы по изучению гидромодуля, т. I, М., 1914; е г о ж е, Гидромо-дульная часть: предмет, задачи и значение ее работ, Москва. 1915; его же. Основные элементы расчета оросительных систем и их изучение, Москва, 1916; е г о ж е. Основные элементы расчета оросительных систем и их изучение, М. 1919; Отчеты Гидромодульной части, о 1913 г. (работы разных лиц но различным районам), М.; «Труды Гос. ин-та с.-х. мелиорации», М., с 1 925; Материалы по оньпно-мелиоратив-ному делу, т. 1, М., 1928: Костяков А. Н.,

Основы мелиорации, М., 1927. А. Костяков.