Ovládání zalévací tabulky - Watertable control

Ovládání zalévací tabulky je praxe ovládání výšky vodní stůl podle odvodnění. Jeho hlavní aplikace jsou v zemědělská půda (zlepšit výnos plodiny použitím zemědělské odvodňovací systémy ) a ve městech spravovat rozsáhlé podzemí infrastruktura který zahrnuje základy velkých budov, podzemní tranzit systémy a rozsáhlé nástroje (vodovodní sítě, kanalizace, bouřkové odtoky a pod zemí elektrické sítě ).

Popis a definice

Podpovrchová půda odvodnění [1] si klade za cíl ovládat vodní stůl z podzemní voda původně podmáčený půda v hloubce přijatelné pro účel, pro který je půda využívána. Hloubka podzemní vody s odtokem je větší než bez.

Obrázek 1. Parametry odtoku v řízení zalévací nádrže
Obrázek 2. Výnos plodiny (Y) a hloubka hladiny podzemní vody (X v dm) [2]

Účel

v odvodnění zemědělské půdy, účelem kontroly hladiny podzemní vody je stanovit hloubku hladiny podzemní vody (obrázek 1), která již nepříznivě nezasahuje do nezbytných zemědělských operací a výnosů plodin (obrázek 2, vyrobený pomocí SegReg model, viz stránka: segmentovaná regrese ).
Kromě toho může pomoci odvodnění půdy kontrola slanosti půdy.
Půda hydraulická vodivost hraje důležitou roli v designu odvodnění.

Vývoj kritéria pro odvodnění v zemědělství [3] je nutné dát projektantovi a vedoucímu drenážního systému cíl, kterého je třeba dosáhnout, pokud jde o udržování optimální hloubky hladiny podzemní vody.

Obrázek 3. Pozitivní a negativní dopady odvodňování půdy

Optimalizace

Optimalizace hloubky hladiny podzemní vody souvisí s přínosy a náklady na drenážní systém (obrázek 3). Čím menší je přípustná hloubka hladiny podzemní vody, tím nižší jsou náklady na instalovaný drenážní systém k dosažení této hloubky. Snížení původně příliš malé hloubky odvodňováním půdy však vyžaduje vedlejší efekty. Je třeba je také zohlednit, včetně nákladů na zmírnění negativních vedlejších účinků.[3]

Obrázek 4. Příklad účinků hloubky odtoku

The optimalizace návrhu odvodnění a rozvoje drenážní kritéria jsou diskutovány v článku o drenážní výzkum.

Obrázek 4 ukazuje příklad vlivu hloubky odtoku na slanost půdy a různé parametry zavlažování / odvodnění simulované SaltMod program.[4]

Dějiny

Historicky zemědělská půda odvodnění začalo s kopáním relativně mělkých otevřených příkopů, které dostávaly odtok z povrchu země i odtok podzemní voda. Proto příkopy měly povrchovou i podpovrchovou odvodňovací funkci.
Na konci 19. století a na počátku 20. století se mělo za to, že příkopy brání zemědělským provozům a příkopy byly nahrazeny zakopanými liniemi z hliněných trubek (dlaždic), každá dlaždice dlouhá asi 30 cm. Proto termín "odvodnění dlaždic ".
Od roku 1960 začal jeden používat dlouhé, pružné, vlnité plastický (PVC nebo PE ) potrubí, která lze instalovat efektivně najednou rýhovací stroje. Trubky by mohly být předem zabaleny obalovým materiálem syntetické vlákno a geotextilie, který by zabránil vstupu půdních částic do kanalizace.
Odvodňování půdy se tak stalo silným průmyslovým odvětvím. Současně zemědělství směřovalo k maximální produktivitě, takže instalace odvodňovacích systémů přišla v plném proudu.

Obrázek 5. Řízené odvodnění

životní prostředí

V důsledku velkého rozvoje bylo mnoho moderních odvodňovacích projektů nadměrně navrženo,[5] zatímco negativní vedlejší účinky na životní prostředí byly ignorovány. V kruzích s obavami o životní prostředí získala profese odvodňování půdy špatnou pověst, někdy oprávněně, někdy neopodstatněně, zejména když došlo k záměně odvodňování půdy s komplexnější činností mokřadní rekultivace V dnešní době je trend zastánců tvrdé linie obrácen. Dále, kontrolovány nebo kontrolované byly zavedeny drenážní systémy, jak je znázorněno na obrázku 5 a diskutováno na stránce: Odvodňovací systém (zemědělství).

Odtokový design

Obrázek 6. Geometrie systému pro odvodnění studny

Návrh podpovrchových drenážních systémů, pokud jde o uspořádání, hloubku a rozteč odtoků, se často provádí pomocí podpovrchového povrchu odvodňovací rovnice s parametry jako hloubka odtoku, hloubka hladiny podzemní vody, hloubka půdy, hydraulická vodivost půdy a odtoku. Vypouštěcí otvor je nalezen z zemědělská vodní bilance.
Výpočty lze provádět pomocí počítačových modelů, jako je EnDrain, který používá hydraulický ekvivalent Jouleův zákon v elektřině.[6]

Odvodnění studní

Podpovrchového odtoku podzemní vody lze dosáhnout také čerpanými studnami (vertikální odvodnění, na rozdíl od horizontální odvodnění). Odtokové studny byly ve velké míře využívány Program kontroly a regenerace slanosti (SCARP) v údolí Indu v Pákistán. I když tyto zkušenosti nebyly příliš úspěšné, proveditelnost této techniky v oblastech s hlubokými a propustnými kolektory není na zahodění. The mezery mezi jamkami v těchto oblastech může být tak široký (více než 1000 m), že instalace vertikální odvodňovací systémy by mohly být ve srovnání s horizontální podpovrchové odvodnění (odvodnění trubkami, příkopy, příkopy, ve vzdálenosti 100 m nebo méně). Pro návrh pole studny pro ovládání hladiny podzemní vody model WellDrain [7] může být užitečné.

Klasifikace

Klasifikace drenážních systémů je uvedena v článku Odvodňovací systém (zemědělství).

Účinky na výnos plodiny

Výnos cukrové třtiny versus hloubka podzemní vody, Austrálie. Kritická hloubka je 0,6 m.[8][9]

Většina plodin potřebuje zalévání v minimální hloubce, protože v mělčích hloubkách trpí úroda poklesem úrody.[10] U některých důležitých potravinářských a vlákninových plodin byla provedena klasifikace:[11]

Oříznutí a umístěníTolerance
DWT (cm)		KlasifikaceVysvětlení
Pšenice, delta Nilu, Egypt45Velmi tolerantníOdolává mělkým vodním stolům
Cukrová třtina, Austrálie60TolerantníHladina podzemní vody by měla být hlubší než 60 cm
Banán, Surinam70Mírně citlivýVýtěžek klesá u vodních stolů hlubších než 70 cm
Bavlna, delta Nilu90CitlivýBavlna potřebuje suché nohy, vodní stůl by měl být hluboký
(Kde DWT = hloubka hladiny podzemní vody)

Viz také

Reference

  1. ^ Nosenko, P.P. a I.S. Zonn 1976. Odvodnění půdy ve světě. Bulletin ICID 25, 1, s. 65–70.
  2. ^ Údaje poskytnuté různými autory o reakci banánů, bavlny, cukrové třtiny a pšenice na mělké vodní hladiny [1]
  3. ^ A b Kritéria pro odvodnění v zemědělství, Kapitola 17 in: H.P.Ritzema (2006), Drainage Principles and Applications, Publication 16, International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands. ISBN  90-70754-33-9. Stáhnout z: [2] nebo přímo jako PDF: [3]
  4. ^ SaltMod, popis zásad, uživatelská příručka a příklady použití. Zvláštní zpráva ILRI. Mezinárodní institut pro melioraci a zlepšování půdy (ILRI), Wageningen, Nizozemsko. Stáhnout z: [4] nebo přímo jako PDF: [5]
  5. ^ Odvodnění zemědělské půdy: širší aplikace díky opatrnosti a zdrženlivosti. In: Výroční zpráva ILRI 1991, s. 21–36, Mezinárodní institut pro melioraci a zlepšování půdy (ILRI), Wageningen, Nizozemsko. Stáhnout z: [6] nebo přímo jako PDF: [7]
  6. ^ Energetická bilance toku podzemní vody aplikovaná na podpovrchové odvodnění v anizotropních půdách trubkami nebo příkopy se vstupním odporem, Mezinárodní institut pro rekultivaci a zlepšení půdy (ILRI), Wageningen, Nizozemsko. Stáhnout z: [8] nebo přímo jako PDF: [9]
    Papír založený na: R.J. Oosterbaan, J. Boonstra a K.V.G.K. Rao, 1996, Energetická bilance toku podzemní vody. Publikováno v publikacích V.P.Singh a B.Kumar (eds.), Subsurface-Water Hydrology, str. 153-160, Vol.2 of Proceedings of the International Conference on Hydrology and Water Resources, New Delhi, India, 1993. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Nizozemsko. ISBN  978-0-7923-3651-8. Stáhnout jako PDF: [10]
    Stáhněte si program EnDrain z: [11]
  7. ^ Podpovrchové odvodnění (trubkovými) studnami: rovnice pro rozteč jamek pro plně a částečně pronikající vrty v uniformních nebo vrstvených kolektorech s anizotropií nebo bez ní. Článek vysvětlující základy modelu WellDrain, Mezinárodní institut pro melioraci a zlepšování půdy (ILRI), Wageningen, Nizozemsko. Stáhnout jako PDF: [12]
    Stáhněte si program WellDrain z: [13]
  8. ^ Rudd, A.V. a C.W Chardon 1977. Účinky odvodnění na výnosy třtiny měřené výškou hladiny podzemní vody v oblasti Machnade Mill. In: Proceedings of the 44th Conference of the Queensland Society of Sugar Cane Technology, Australia.
  9. ^ Software pro částečnou regresi s vodorovným segmentem
  10. ^ K.J. Lenselink et al. Tolerance plodin k mělkým vodním stolům. On-line: [14]
  11. ^ Nijland, H. J. a S. El Guindy 1984. Výnosy plodin, slanost půdy a hloubka podzemní vody v deltě Nilu. In: Výroční zpráva ILRI 1983, Wageningen, Nizozemsko, s. 19–29. On-line: [15]

externí odkazy

  • American Wick Drain - Výrobce odtoku pásu používaného při hospodaření s vodou
  • Kapitoly publikace ILRI 16 o „Zásadách a aplikacích odvodnění“ si můžete prohlédnout v: https://edepot.wur.nl/262058
  • Web o podmáčení a odvodnění půdy: [16]
  • Různé články o podmáčení a odvodňování půdy lze volně stáhnout z: [17]
  • Odpovědi na často kladené otázky týkající se podmáčení a odvodnění půdy najdete na: [18]
  • Zprávy a případové studie týkající se podmáčení a odvodnění půdy jsou k dispozici na adrese: [19]
  • Software pro zamokření a odvodnění půdy lze volně stáhnout z: [20]
  • Model podzemního odtoku podzemní vody pro kontrolu hladiny podzemní vody a slanosti půdy (SaltMod ) lze volně stáhnout z: [21]
  • Kombinace SaltMod s polygonálním modelem proudění podzemní vody (SahysMod ) lze volně stáhnout z: [22]