Введение. В результате ограниченности водных ресурсов в условиях аридного климата бассейна Саны, возникает необходимость рационального использования имеющихся водных ресурсов. Для решения указанной задачи, на основе установленных значений потенциальной эвапотранспирации, коэффициентов культур и коэффициентов адвекции, выполнены расчёты эвапотранспирации ведущих сельскохозяйственных культур по горным природно-сельскохозяйственным районам, характеризующимся определённой структурой орошаемых земель и относительно однородными климатическими условиями. В результате, на основе уравнения водного баланса корнеобитаемой зоны, получены дифференцированные по территории бассейна Саны оросительные нормы нетто для основных видов возделываемых сельскохозяйственных культур. Для принятой структуры использования орошаемых земель бассейна Саны, установленной в результате анализа материалов полевого рекогносцировочного обследования, по значениям норм водопотребления отдельных сельскохозяйственных культур, были определены средневзвешенные нормы водопотребления орошаемого земледелия.

Методика проведения исследований:

1. Расчёт эвапотранспирации ведущих сельскохозяйственных культур ЕТ по территории объекта исследования с учётом коэффициента культуры Кс, учитывающего потребность культур в воде, и коэффициента адвекции Ка, учитывающего изменение метеорологического режима поля под влиянием орошения.

2. Расчёт норм (дефицита) водопотребления ведущих сельскохозяйственных культур на основе уравнения водного баланса корнеобитаемой зоны.

3. Определение структуры орошаемых земель на основе анализа материалов полевого рекогносцировочного обследования и опроса сельскохозяйственных производителей.

4. Для принятой структуры использования орошаемых земель, по значениям норм водопотребления отдельных сельскохозяйственных культур, были определены средневзвешенные нормы водопотребления орошаемого земледелия.

Расчёт средневзвешенных норм водопотребления ведущих

сельскохозяйственных культур

1. Эвапотранспирация ведущих сельскохозяйственных культур

Эвапотранспирация ведущих сельскохозяйственных культур, возделываемых на территории бассейна Саны, определяется по формуле:

ЕТ = Кс * Ка * ETo;

Где……………………………………………………………………….(1)

• ЕТ - эвапотранспирация культуры, мм;
• ЕТо - потенциальная эвапотранспирация, мм;
• Кс - коэффициент культуры;
• Kа - коэффициент адвекции.

Продолжительность вегетационного периода сельскохозяйственных культур была установлена по материалам обследований и опросов, при этом расчётным путём проверялась обеспеченность культур тепловыми ресурсами, а также учитывались особенности каждого из шести горных природно-сельскохозяйственных районов (таблица 1).

При определении эвапотранспирации культуры ЕТ использовались средние многолетние величины потенциальной эвапотранспирации ETo по горным природно-сельскохозяйственным районам, приведённым в таблице 2.

Влияние особенностей растений на их потребность в воде учитывается коэффициентом культуры Кс следующим образом:

1. Коэффициенты Кс пропашных культур определялись дифференцированно по периодам вегетации (начальный период, период роста, средний период, период завершения вегетации) в зависимости от суточной величины ЕТо, продолжительности межполивного периода, влажности воздуха и скорости ветра. Продолжительность межполивного периода принималась по данным натурных наблюдений на ключевой ирригационной системе и на основании анализа расчётных режимов орошения, выполненных для типовых инженерно-технических схем орошения. По полученным для периодов вегетации величинам Кс определялись среднемесячные величины этих коэффициентов.

2. Среднемесячные значения коэффициентов Кс многолетних трав и многолетних насаждений определялись в зависимости от влажности воздуха и скорости ветра. При определении величин Кс многолетних трав учитывалась также частота укосов, принимаемая в зависимости от суммы активных температур t > +5°С.

Среднемесячные значения коэффициентов Кс основных сельскохозяйственных культур бассейна Саны приведены в таблице 3.

Изменение метеорологического режима поля под влиянием орошения учитывается коэффициентом адвекции Ка, который определялся дифференцированно по группам культур, с учётом размеров орошаемых участков. Средняя для территории бассейна Саны площадь отдельно расположенного участка орошения принята равной 2,5 га. Величина Ка по группам культур составляет: пшеница, ячмень, томаты, картофель, многолетние травы - (0,93-0,94); кукуруза, сорго - (0,95-0,96); многолетние насаждения - (0,97-0,99).

На основании приведённых выше значений потенциальной эвапотранспирации ETo, коэффициентов культур Кс и коэффициента адвекции Ка была определена эвапотранспирация культур по территории бассейна Саны. Годовые значения ЕТ приведены в таблице 4.

2. Нормы (дефицит) водопотребления основных сельскохозяйственных культур

Норма (дефицит) водопотребления ведущих сельскохозяйственных культур определяется на основе уравнения водного баланса корнеобитаемой зоны, имеющего вид:

Д = ЕТ – Рэф – (Wн – Wк) ± Вг;

где:                                                                                                              (2)

• Д - норма водопотребления культур, м³/га год;
• ЕТ - эвапотранспирация культуры, мм;
• Рэф - эффективные осадки, м³/га год;
• Wн, Wк - начальные и конечные влагозапасы в корнеобитаемой зоне h, м³/га;
• Вг - водообмен с грунтовыми водами, м³/га год.

Влияние грунтовых вод на водный баланс корнеобитаемой зоны не учитывалось, так как районы с близким залеганием вод на территории объекта встречаются крайне редко. Естественная влажность корнеобитаемой зоны находится в диапазоне 6 - 20 об%.

В расчётах нормы водопотребления сельскохозяйственных культур приняты следующие предпосылки:

• так как, на начало вегетации влажность корнеобитаемой зоны составляет 6-20 об%, то для достижения оптимальной влажности проводят предпосевные поливы;
• на протяжении вегетационного периода в корнеобитаемой зоне поддерживается оптимальная влажность в диапазоне от предельной полевой влагоёмкости (ППВ) до (0,7 - 0,8) ППВ, дифференцированно по видам культур и периодам вегетации;
• предельная полевая влагоёмкость почв объекта в условиях орошения колеблется от 30 до 40 об%;
• глубина корнеобитаемой зоны по видам культур в течение вегетационного периода изменялась следующим образом: зерновые - от 0,3 до 1,0 м; томаты и картофель - от 0,3 до 0,5 м; многолетние травы от 0,2 до 1,0 м.

Эффективные осадки определялись по методике ФАО ЮНЕСКО [4], в зависимости от соотношения эвапотранспирации культур и осадков, с учётом влагоёмкости корнеобитаемой зоны. Выборочные расчёты нормы водопотребления культур, выполненные для лет 50, 75 и 95% обеспеченности по осадкам, дали незначительную разницу, от I до 6%. Поэтому, в целом по объекту, для всех ведущих культур бассейна Саны, норма водопотребления определялась только для года 50% обеспеченности по осадкам.

Расчёты нормы водопотребления культур проводились по месячным интервалам времени, результаты приведены в таблице 5.