Использование воды в аллювиальных вентиляторах
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Водопользование в аллювиальных конусах относится к оросительным системам, использующим водные ресурсы аллювиальных конусов , в основном речные паводки и грунтовые воды, пополняемые за счет инфильтрации дождевых или речных вод, для повышения производства сельскохозяйственных культур.
Фон
[ редактировать ]Веера аллювиальных рек , также называемые внутренними дельтами, встречаются у подножия горных хребтов и отмечают наличие речных паводков. Они содержат значительные резервуары подземных вод , которые каждый год пополняются за счет просачивания воды из рукавов рек в обычно проницаемые подземные слои, создавая тем самым богатые водоносные горизонты . В горных районах обычно выпадает больше осадков, чем на равнинах: они образуют водораздел и являются источником воды. Поэтому в (полу)засушливых регионах аллювиальные вентиляторы часто используются для орошения сельскохозяйственных культур. Поклонники открывают много зелени в суровой пустынной среде. Способы орошения в аллювиальных конусах различаются в зависимости от гидрологического режима реки, формы конуса и имеющихся природных ресурсов для поддержания жизнедеятельности человека.
Примеры
[ редактировать ]Хуздар
[ редактировать ]
Аллювиальные конусы по речным равнинам в районе в Хуздара Белуджистане питаются небольшими водосборами в районах относительно невысоких гор. Вентиляторы относительно небольшие, крутые и подвержены внезапным паводкам. [1]
Среднегодовое количество осадков в Белуджистане колеблется от 200 до 400 мм в зависимости от высоты, основная часть выпадает зимой (с ноября по март). Раньше на склоновых землях фермеры строили насыпи по изолиниям для улавливания поверхностного стока (рис. К1). Этот метод сбора воды (местное название « хускаба ») обеспечивал дополнительную воду для сельскохозяйственных культур, посаженных прямо на склоне насыпи, где уловленная вода просачивалась в почву и обеспечивала дополнительную влажность почвы в дополнение к скудным осадкам.
В конусах аллювиальных разливов разливы служили дополнительным источником воды. Отведенные из водотоков паводки задерживались за аналогичными насыпями, используемыми в системе хускаба (рис. К2). Метод перехвата наводнений местные жители называют сайлаба ( Род Кохи в других частях Пакистана, обычно: орошение разливами ). Система сочетается с отбором подземных вод из водоносного горизонта посредством вырытых подземных галерей, называемых кярез или канат (рис. К3). Кярезы . делают возможным постоянное земледелие (рис. К3)
Хотя системы сайлаба -и- канат покрывают около 20% сельскохозяйственных угодий, их продукция составляет более 40% от общего объема.
Это современная разработка – бурение глубоких колодцев в водоносном горизонте аллювиального конуса для более эффективной эксплуатации подземных вод, чем традиционные кярезы . Владельцами колодцев могут быть предприниматели из других мест, и коренное население рискует потерять кярезную воду, когда колодцы опускают уровень грунтовых вод на большую глубину, чем уровень кярезов , и они высыхают (рис. K4).
Рис. К1. Земляная насыпь для удержания стоков для растениеводства.
Рис. К3. Постоянная ирригация и сельское хозяйство на основе системы кярез в небольшой долине в Белуджистане.
Гармсар
[ редактировать ]
Довольно большой аллювиальный конус Гармсара , расположенный к востоку от Тегерана , питается рекой Хабле-Руд, важный водосборный бассейн которой находится в высоком горном хребте Альбурз . Река несет большое количество воды в сезон дождей, в остальное время расход небольшой. [2]
Оросительная система Гармсарского аллювиального конуса развита достаточно хорошо (рис. Г1, внизу), вплоть до того, что проложены облицованные каналы и через его середину конус пересекает большой пояс-канал.
Примерно каждый сезон посевная площадь занимает 30% земли, а 70% остается под паром. Озимыми культурами являются в основном пшеница и ячмень, а яровыми – хлопок и дыни. Однако посадка новых культур производится до сбора урожая предыдущих. Таким образом, существует период перекрытия, в течение которого 60% земель находится под посевами. Залегающие земли постоянно перемещаются на протяжении многих лет, так что постоянных залежей не существует, за исключением краев у основания конуса, где происходит засоление почвы .
Ориентировочный среднегодовой водный баланс показан на рис. G2 (ниже). Видно, что накопление ирригационных потерь в водоносном горизонте важную роль играет . В засушливый период грунтовые воды используются для орошения путем откачки из глубоких колодцев. Разрез ситуации с грунтовыми водами показан на рис. G3 (ниже).
Права на воду выражаются в сангах , мере непрерывного расхода около 10 л/с, но на практике он варьируется от 10 до более чем 15 л/с. Вода доставляется примерно в 100 третичных единиц (часто в деревню), внутри которых вода распределяется по 12-дневной ротации между фермерами, каждый из которых имеет право на получение разрешенных сангов в течение фиксированного количества часов в течение каждого периода ротации. Сельские общины одновременно являются ассоциациями водопользователей , которые заботятся о водораспределении внутри третичной единицы и обслуживают третичные каналы.
В настоящее время распределение поверхностной оросительной воды в селах определяется Гармсарским водным управлением на основании прав на воду и устных соглашений и переговоров с водопользователями в отсутствие письменного руководства. Власти также обслуживают оросительные каналы и сооружения. Структуры иногда перепроектируются, чтобы приспособить их к устно сообщаемым потребностям. Справедливое распределение оросительной воды – непростая задача, поскольку среднегодовой расход реки весьма колеблется в диапазоне от 5 до 20 м3/с (см. график справа).
Глубокие трубчатые колодцы находятся в частной собственности. Бурение скважин осуществляется по лицензии . Недавно лицензирование было прекращено из-за опасений чрезмерной эксплуатации водоносного горизонта. Судя по всему, к скважинам не применяются никакие правила эксплуатации.
На окраинных землях уровень грунтовых вод неглубокий, поскольку пропускная способность водоносного горизонта здесь уменьшается по двум причинам: (1) гидравлический градиент уменьшается там, где наклонный аллювиальный конус достигает плоской пустынной территории, и (2) мощность и гидравлическая проводимость. водоносного горизонта уменьшается. Необходимые дренажные каналы для контроля уровня грунтовых вод на границах ирригационного периметра обслуживаются не водными органами, а соответствующими группами фермеров. Что касается оросительной воды, эти группы зависят (1) от случайных речных паводков, слишком больших для того, чтобы их могла обрабатывать ирригационная система, и которые стекают на окраинные земли через естественные водотоки, (2) от разливов из ирригационной системы и (3 ) на глубоких скважинах.
Для стабилизации сельского хозяйства на окраинных землях, которым угрожает засоление почв , можно рекомендовать метод полосного земледелия (рис. Ж4) для борьбы с засолением почв . В этом методе орошаемые полосы используются рядом с постоянно неорошаемыми полосами, при этом засоление направляется на неорошаемые полосы. Эту концепцию иногда называют жертвенным дренажем .
Рис. Г1. Карта района Гармсара с указанием ирригационных систем
Рис. Г3. Разрез водоносного горизонта, показывающий геогидрологические условия.
Наказанный
[ редактировать ]
Аллювиальный конус Пунаты в Валле-Альто , к востоку от Кочабамбы , питается рекой Рио-Паракая с более высоким средним расходом, чем Хабле-Руд, и, следовательно, довольно плоский. [3]
Аллювиальный веер Пунаты встречается в районе Кочабамба , Боливия .В регионе Пуната, в верхней части долины Альто, на высоте около 2800 м, летом выпадает от 400 до 450 мм осадков, начиная со второй половины ноября и заканчивая мартом. Здесь кукуруза является наиболее важной продовольственной культурой, за ней следует картофель . Люцерна является доминирующей кормовой культурой, за ней следует кукурузная солома. (рис. П1). Раньше эти культуры можно было успешно сажать только из-за существования дополнительных водных ресурсов, таких как сточные воды , наводнения, речной базовый сток и грунтовые воды . В зимние месяцы рост урожая ограничен из-за возникновения ночных заморозков, особенно в июне и июле, и отсутствия дождей.
Общая численность сельского населения Пунаты оценивается в 25 000 человек. Здесь проживает около 4 000 семей, из которых примерно 3 680 являются фермерскими. Фермы . небольшие Средний размер составляет 1,3 га, из которых 1 га засеян. Модальный размер хозяйства меньше, около 0,7 га.
Распределение осадков в Пунате характеризуется сезоном дождей с декабря по март, сухим сезоном с мая по октябрь и переходными месяцами в апреле и ноябре. Среднегодовая сумма составляет 428 мм (с 1966 по 1983 год, Сан-Бенито). Количество осадков с вероятностью превышения 75% (Р75) за год составляет 360 мм. Количество осадков недостоверно: в период с 1966 по 1983 год годовое количество колебалось от 246 мм (1982/83 г.) до 591 мм (1968/69 г.).
Разлив реки в дождливый летний период может быть использован для орошения любым желающим. При спаде стока реки, ручей может использоваться для вахтового орошения только теми, кто имеет право принимать в нем участие (местное название - система мита ). К маю основной сток реки сильно сокращается, и наступает период засухи, продолжающийся до ноября.
Орошение считается желательным в начале посевного сезона в августе/сентябре, чтобы ранний урожай можно было получить . Ранний урожай имеет высокую рыночную стоимость и снижает пиковую потребность в рабочей силе. Кроме того, орошение снижает риск неурожая и позволяет диверсифицировать сельскохозяйственную продукцию. Тем не менее, есть некоторые фермерские сообщества, которые в прошлом воздерживались от дополнительных усилий по получению дополнительной воды для орошения и, похоже, довольствовались исключительно неорошаемым земледелием.
В скромных масштабах также практикуется орошение из глубоких колодцев.
Чтобы удовлетворить потребности большинства фермеров, которые очень хотят иметь дополнительную поливную воду, с 1970 года начал разрабатываться ирригационный проект Пуната-Тирак. Проект предусматривал строительство сложной системы плотин и водохранилищ в Андах (рис. P2).
Общая площадь проектов Пуната оценивается в 4600 га, 90% из которых можно использовать для сельского хозяйства или животноводства. Около 1150 га из них в настоящее время получают оросительную воду, либо поверхностную воду, получаемую из плотины Лагуна Робада или Ллуска Коча , либо воду, закачиваемую из 16 глубоких колодцев на территории проекта (оценочная площадь 350 га). Кроме того, есть несколько сотен гектаров, которые время от времени получают воду в результате орошения мита (дикое наводнение).
Традиционный метод орошения основан на использовании больших оросительных потоков ( гольпес ) на ферму через большие промежутки времени. Водозаборные сооружения в реке Пукара-Маю , в месте ее впадения в аллювиальный конус Пунаты, будут поочередно пропускать воду из каждой из систем водохранилищ ( Лагуна Робада и Ллуска-Коча/Мую-Лома ) и природную Мита воду . Новая система была разработана для меньших потоков с более короткими интервалами вращения, но она работает непрерывно на всей территории, поэтому больше нет необходимости разделять различные источники воды. Она охватывает гораздо большую территорию, чем традиционная система, и включает в себя ассоциации мита- систем (которые могут иметь частично одни и те же члены), ассоциации трубчатых систем (которые также могут иметь частично одни и те же члены), а также лица, ранее не имевшие прав на воду.
Следовательно, новая ирригационная система делает необходимым замену традиционных прав на воду совершенно новым набором прав (и обязанностей). Кроме того, фермерам придется привыкнуть к новым методам распределения воды и новым методам орошения полей. Поскольку новые ирригационные зоны не соответствуют границам существующего разрозненного Комитета Риего (рис. P3), не только управление водными ресурсами, но и организационная структура должна быть адаптирована к новой ситуации.
Рис. П1. Типовой календарь посевов орошаемого хозяйства в районе Пуната
Рис. П4. Проницаемость и пропускаемость водоносного горизонта уменьшаются к концу аллювиального конуса.
Окаванго
[ редактировать ]
Внутренняя дельта Окаванго Мауна , недалеко от , принимает огромное количество речного притока из Анголы . Отсюда веер настолько большой и плоский, что его скорее называют дельтой. Чтобы максимальный приток на вершине достиг основания дельты, требуется шесть месяцев. [4]
Функции
[ редактировать ]Внутренняя дельта Окаванго на северо-западе Ботсваны имеет форму руки с растопыренными пальцами (см. карту). Река Окаванго, берущая начало в Анголе, впадает в дельту в ее вершине. В среднем река несет около 10 000 млн м3. 3 воды в год в дельту. Скорость течения высока в марте и апреле (около 1000 м). 3 /с в среднем), но варьируется по годам от 500 до 1500 м. 3 /с и низкая в ноябре (от 100 до 200 м). 3 /с).
Большой объем воды, распространяющейся по дельте, почти полностью поглощается постоянными и сезонными болотами (последние называются молапо ), а затем медленно просачивается или испаряется. Здесь богатая болотная растительность, создающая идеальную среду для многочисленных видов животных. Богатая фауна находит свою среду обитания на тысячах островов между болотами и между ними.
То немногое количество воды, которое превышает удерживающую способность болотистой местности, стекает с июля по ноябрь сквозь пальцы гигантской руки. Следовательно, пройдет почти шесть месяцев, прежде чем пиковый сток реки Окаванго проявится в основании дельты. Здесь вода встречает преграду: линию разлома Тамалакане (см. карту), за которой пески Калахари поднимаются на 10 метров. У подножия разлома река Тамалакане собирает воду (которая составляет не более 5% от общего притока) и почти без уклона несет ее в реку Ботети, текущую через разрыв в линии разлома. В конце концов, оставшиеся воды испаряются в горах Макгадикгади , более чем в 200 км к востоку.
Хотя годовое количество осадков относительно невелико (в среднем 500 мм, большая часть которых выпадает с декабря по март), они вносят в Дельту объем воды, равный половине притока Окаванго. Годовое количество осадков и их годовое распределение столь же неустойчивы, как и режим реки.
большое количество песка и других отложений Река Окаванго переносит в дельту . Их масса составляет около 2 миллионов тонн в год. Соли также попадают в Дельту, но в растворенном виде. Концентрация соли в воде составляет около 200 мг/л, что очень мало. Таким образом, общий вес поступающих солей составляет около 2 миллионов тонн в год.
Отложения и соли, принесенные рекой Окаванго, оседают в дельте. Вместе с растительностью отложения создают сопротивление потоку поверхностных вод. В результате основные водотоки в прошлом раскачивались от большого пальца к мизинцу туда и обратно, как это обычно бывает в аллювиальных веерах. Тектонические движения также способствовали этому явлению. В настоящее время средний палец, от которого берет свое начало река Боро, является главной магистралью.
Многие острова в дельте имеют по краям гирлянду прибрежных деревьев, но в середине они голые: симптомы накопления соли (см. фото дельты).
Пустыня Калахари сотрудничает с рекой Окаванго, образуя преимущественно песчаные почвы дельты. Пустыня использует векторный ветер, чтобы отложить свою долю мелкого песка.
Геофизические характеристики дельты Окаванго привели к низкой плотности населения, так что природная ситуация практически не была нарушена человечеством. Кроме того, население больше интересовалось охотой и скотоводством , чем производством продовольственных культур , поэтому развитие сельского хозяйства было ограничено.
Пахотные земли на юго-восточной окраине дельты, которые становятся сухими после отступления наводнений (местные жители называют их молапо ), часто имеют песчаный верхний слой почвы. В понижениях верхний слой почвы может быть тонким или вообще отсутствовать, обнажая тяжелую глинистую почву.
События
[ редактировать ]
В 1978/79 году, после того как четыре года сильных и продолжительных наводнений сделали невозможным выращивание молапо , сильная засуха совпала со вспышкой ящура , в результате чего местное население оказалось в чрезвычайном положении. Это привело к двум важным начинаниям:
- Первый произошел в период с 1979 по 1981 год, когда в рамках программы помощи при засухе (Продовольствие за работу) ФАО организовала трудоемкие работы по восстановлению дамб для защиты от наводнений, которые местное население построило для защиты своих посевов от наводнений. ливни. Также было построено несколько новых насыпей.
- Вторым было строительство «буйволиного забора» (см. карту), который отделяет внешние окраины дельты от ее внутренней части, чтобы предотвратить распространение болезней крупного рогатого скота, особенно ящура . Завершенный в 1983 году, этот забор повысил важность молапо за его пределами по следующим причинам. Особенно в те годы, когда дожди начинаются поздно, новая трава в молапо после спада паводка представляет собой чуть ли не единственный источник корма в регионе, в том числе для стад в обширных окрестностях дельты. Поскольку молапо внутри забора закрыто для выпаса скота , интенсивность выпаса молапо за забором возросла.
Проекты развития Молапо (MDP) вступили в силу в декабре 1983 года. Проект был направлен на увеличение производства сельскохозяйственных культур в пилотных районах путем защиты этих территорий от продолжительных сильных наводнений с помощью противопаводковых дамб с закрывающимися входными воротами (см. Фото). Когда в молапо попадет достаточное количество паводковой воды, ворота можно закрыть, и вода отступит под воздействием испарения и просачивания в почву, и сбор урожая может начаться, когда уровень внешней воды все еще высок. Это было ответом на сильное и продолжительное наводнение в 1974–1978 годах, когда выращивание молапо было практически невозможно. Однако в последние годы неадекватные наводнения, по-видимому, стали столь же серьезным препятствием для удовлетворительного производства сельскохозяйственных культур. Поэтому было решено также сосредоточиться на улучшенном и более стабильном производстве сельскохозяйственных культур в условиях полной зависимости от дождя.
Данные гидрографа показывают, что производство сельскохозяйственных культур было невозможно в 60% зарегистрированных до сих пор лет из-за продолжительных сильных паводков. На рисунке также показано, как меры по борьбе с наводнениями могут привести к своевременному снижению уровня воды в молапо. После того, как паводку разрешено проникнуть в обвалованное молапо, шлюзовые ворота закрываются. Затем под влиянием испарения и инфильтрации начинается спад воды в обвалованном молапо, что позволяет своевременно произвести посадку урожая (в октябре или ноябре). Посевы используют остаточную влагу почвы (около 100 мм) до наступления сезона дождей в конце ноября – начале декабря. Таким образом, продлевается вегетационный период, увеличивается влагообеспеченность и увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур. Однако успех мер по борьбе с наводнениями в отношении урожайности по-прежнему во многом зависит от количества и распределения осадков.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ILRI, 1983. Современные вмешательства в традиционные водные ресурсы в Белуджистане . Опубликовано в Годовом отчете за 1982 год, стр. 23-33. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Общественное достояние. Перепечатано в журнале Water Research Journal (1983), 139, стр. 53-60. Также перепечатано в Water International 9 (1984), стр. 106–111. Elsevier Sequoia, Амстердам. На линии: [1]
- ^ ILRI, 2000. Орошение, грунтовые воды, дренаж и контроль засоления почвы в аллювиальном конусе Гармсара . Консультирование Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) ООН, Международного института мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Общественное достояние. На линии: [2]
- ^ Р. Дж. Севенхуйсен, Р. Дж. Остербан и К. Зидервельд, 1988. Ирригационный проект Пуната-Тирак недалеко от Кочабамбы, Боливия. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Общественное достояние. На линии: [3]
- ^ Р. Дж. Остербаан, Л. Ф. Кортенхорст и Л. Х. Спрей, 1987. Посевы во время паводка в молапо внутренней дельты Окаванго, Ботсвана . Опубликовано в Годовом отчете за 1986 год, стр. 8 – 19. Общественное достояние. Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. Общественное достояние. На линии: [4]