Гідромодуль осушення АБО ЗРОШЕННЯ. - кількість води, яка повинна відводитися з кожної одиниці осушаемой площі або приводитися на кожну одиницю зрошуваної площі землі в цілях меліорації. Сільськогосподарська меліорація має своїм завданням корінне поліпшення природних гідрологічних умов, регулювання певними гідротехнічними способами природного готівкового водно-повітряного режиму грунтів відповідно до потреб тих культур, які на цій території вирощуються або передбачаються до обробітку, шляхом відведення надлишкової вологи з ґрунту в районах надмірного зволоження або доставляння грунті якої бракує їй вологи в посушливих районах. Кількість води, яка необхідна відводити з даної території або приводити на неї, залежить, перш за все, від характеру культури на цій території; кожній культурі відповідає певний водно-повітряний режим грунту, який є для неї найбільш вигідним. Якщо на сухий грунт привести води більше, ніж потрібно культурам на цьому грунті в даній місцевості, то рослини починають страждати, зменшують урожай і можуть поступово загинути. Якщо з сирої грунту відвести води більше, ніж це потрібно культурами на цьому грунті, то вони також починають страждати і дуже сильно втрачають у своїй продуктивності. З огляду на це як при зрошенні, так і при осушенні грунту повинно здійснюватися двосторонній регулювання водного режиму, т. Е. Відведення води і дренаж зрошуваних земель, і регулювання грунтових вод і зрошення на болотистих місцевостях. Таким чином, як приведення води на грунти недостатньо зволожені, так і відведення води з грунтів надмірно зволожених, повинно проводитися в строго певних кількостях. Здійснення меліорацій без застосування належних норм невигідно для всього водного і сільського господарства країни як технічно, так і економічно.
Створення на місці природних умов вологості меліорованих території нових умов цієї вологості досягається за допомогою цілої системи каналів різної величини і різного напрямку, т. Е. За допомогою меліоративно-гідротехнічної системи, зрошувальної або осушувальної. У зрошувальній системі вода з джерела зрошення надходить в головний канал, з якого розлучається мережею розподільних і, нарешті, поливних каналів; з цих останніх вода надходить безпосередньо на зрошувані поля і тут зі стану струмів в каналах перетворюється вже в стан грунтової вологості на полях. У осушувальної же системі, навпаки, вода мережею дрібних канав перекладається зі стану надмірної вологості грунту на полях в стан водяних струмів в каналах, поступово з дрібних каналів збирається в більші і, нарешті, в магістральний канал, який і відводить її в природний водоприймач. Пропускна здатність каналів і розміри тих струмів або витрат води, які в них встановлюються, а, отже, і розміри самих каналів повинні відповідати тому водного режиму, який д. Б. встановлений на полях, на їхню сільськогосподарському використанню, т. е. потреб культур. Отже, для підтримки необхідних умов водного режиму на полях кожна одиниця зрошуваною або осушаемой площі повинна бути забезпечена певною величиною витрат води у всіх частинах мережі. Іншими словами, меліорація повинна здійснюватися по відомим нормам, за відомим модулю, величина якого служить для розрахунку пропускної здатності і розмірів каналів меліоративної системи і який обумовлюється величиною різниці між готівковим і потрібним гідрологічним режимом даної території.
Величина гидромодуля залежить від цілого ряду чинників, найголовнішими з яких є: а) природні - гідрологічні, грунтові, кліматичні, топографічні та ін. Умови меліорованих площі; б) господарсько-економічні - характер сільськогосподарського використання площі (склад культур) і загальна інтенсивність меліорації. По зміні в часі як гідрологічних і кліматичних умов, так і потреб рослин у воді, і величина гидромодуля не залишається постійною, а змінюється в часі. Розрахунок каналів ведеться на найбільший розрахунковий значення гидромодуля. Величина зрошувального гидромодуля коливається зазвичай в межах від 0,3 до 1,1 л / сек на 1 га зрошуваної площі. Значення гидромодуля споживання визначається виразом:
де α -% -ний склад культур, зрошуваних в даний період; Т - тривалість поливного періоду цих культур в добі; m - поливна норма або кількість води, необхідне на один полив культури в м 3 / га; m = kHА, де H - глибина (в метрах) активного зволожуваного шару грунту, А - повна вологоємність даної грунту в% від обсягу грунту, k - коефіцієнт, що залежить від ступеня точності регулювання ґрунтової вологості; якщо відхилення від оптимуму вологості в ту і іншу сторону допускаються в 20%, то k = 20. Гідромодуль подачі
де η - ККД відповідної зрошувальної системи або каналу; η коливається від 0,95 до 0,30, в залежності від досконалості пристрою каналів, їх довжини, властивостей грунту та інших умов.
Величина осушувального модуля при осушенні відкритими каналами, або модуля стоку. визначається формулою:
де k і К - коефіцієнти переведення заходів (при вираженні q в л / сек з га, k = 0,028); р - добова інтенсивність опадів у мм (за розрахунковий період, наприклад, літніх високих вод); σ - коефіцієнт, що характеризує умови стоку з одиниці площі, причому σ дорівнює 0,35-0,95; Т - дійсна тривалість випадання опадів в годинах; n - коефіцієнт, що дорівнює від 1,0 до 2,0 в залежності від форми водозбірної площі даного каналу; λ = v0 · T - твір середньої швидкості стоку на тривалість опадів (в м); L - довжина площі стоку (у напрямку стікання води в канал) в м; w - водозбірна площа даного каналу в га; x - показник кореня, рівний від 2,0 до 4,0 в залежності від ухилу і розмірів водозбірної площі. Значення модуля стоку коливається від 0,03 до 0,35 л / сек і вище з га.
Значення дренажного модуля, що характеризує собою умови відводу не поверхово, а внутрішнього стоку грунтово-грунтових вод, виражається наступною формулою:
де р - добова інтенсивність опадів у мм: η - коефіцієнт залишку вод від стоку, рівний 1-σ (де σ - коефіцієнт поверхневого стоку); α - коефіцієнт просочування води в дренаж в%; він залежить від властивостей ґрунту і ступеня її сухості, т. к. в дренаж може надходити тільки та вода, яка перевищує потенційну вологоємність ґрунту при даних умовах; коефіцієнт β, що дорівнює 1,0 до 1,5, залежить від інтенсивності дренажу. Розрахункова величина інтенсивності опадів р д. Б. обрана для того періоду часу, який є «критичним» щодо розвитку вирощуваних на даній площі культур або взагалі її сільськогосподарського використання. Величина дренажного модуля в середньому коливається від 0,4 до 0,8 л / сек з 1 га.
Наведені формули показують ті найголовніші чинники, від яких залежить величина гидромодуля. Встановлення розрахункової величини гидромодуля проводиться на основі спеціальних дослідів і досліджень з метою визначити: 1) потреби рослин у воді і повітрі і зміна їх у часі при даних грунтових і кліматичних умовах і, отже, той надзвичайно вигідний водно-повітряний режим грунту, який треба підтримувати на меліорованих площі; 2) готівковий водний режим на даній площі в природних умовах; 3) на підставі того і іншого - кількісні зміни, які повинні бути внесені в природний режим шляхом меліорації; 4) найкращі умови і способи створення в грунті потрібного водно-повітряного режиму замість природного: способи поливу, розміри і розташування зрошувальних канав або конструкції, розміри і розташування відвідних воду каналів або дрен. Гідромодульние дослідження ведуться в двох напрямках, взаємно доповнюють один одного: 1) на постійних станціях ведеться досвідченим шляхом вивчення т. Н. оптимального модуля. т. е. таких норм і способів регулювання ґрунтової вологи, які є вигідними при тих чи інших кліматичних, грунтових і сільськогосподарських умовах; 2) статистичним шляхом особливими загонами ведеться вивчення так званого фактичного модуля. т. е. справді існуючих в даній місцевості зрошувальних або осушувальних норм і усталених способів регулювання вологи. Ці дослідження необхідні при проектуванні як нових зрошувальних або осушувальних систем, так і при перебудові старих систем. Знання гидромодуля не в меншій мірі необхідно для правильної організації експлуатації зрошуваних і осушуваних земель і гідротехнічних споруд на них. Гідромодульние дослідження мають також велике юридичне значення в організації водокористування та у визначенні прав на воду.
Гідромодульние дослідження в царській Росії були розпочаті в 1912 році, коли Відділом земельних поліпшень Міністерства землеробства була для цієї мети організована спеціальна Гідромодульная частина. Гідромодульние дослідження велися в Туркестані, в Закавказзі, в губерніях: Самарської, Астраханської, Таврійської, Мінської, Московської, Волинської та Новгородської. Результати цих робіт надруковані в виданнях Гідромодульной частини. Після революції Гідромодульная частина була перетворена в Дослідно-меліоративну, і завдання її було розширено. З 1918 року до теперішнього часу гідромодульние дослідження велися в наступних районах СРСР: 1) У європейській частині Союзу: в Ленінградській області, Карельської АРСР, в Центрально-Промисловому, Західному і Центрально-чорноземний районах, в Середньому та Нижньому Поволжя і на Північному Кавказі в Криму і на півдні України. 2) В азіатській частині Союзу - у всіх республіках Середньої Азії, в Закавказзі (розпочато), а також в Сибіру. Однак, у всіх названих районах дослідження гидромодуля велися протягом ще досить недостатнього проміжку часу, між тим як вивчення гидромодуля як величини, що залежить від зміни в часі гідрологічних і кліматичних факторів, вимагає значної тривалості для отримання стійких даних. Все гідромодульние і дослідно-меліоративні дослідження в даний час в науково-методологічному та програмному відносинах об'єднуються в Державному інституті сільськогосподарської меліорацій Наркомзему РРФСР, де зосереджені і всі матеріали гідромодульних досліджень в різних районах.