Проектирование и расчёт систем капельного орошения сельскохозяйственных культур

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 
Департамент образования, научно-технологической политики  
и рыбохозяйственного комплекса 
Федеральное государственное бюджетное образовательное 
учреждение высшего образования 
«Волгоградский государственный аграрный университет» 
 
 
 
 
 
 
В. В. Мелихов  
 
 
 
 
 
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ СИСТЕМ  
КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ  
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 
 
Учебно-методическое пособие  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Волгоград  
Волгоградский ГАУ  
2021  

УДК 631.674  
ББК 40.6  
М-47 
 
Рецензенты:  
доктор сельскохозяйственных наук, Заслуженный деятель науки РФ, 
главный научный сотрудник ФГБНУ «Всероссийский НИИ орошаемого 
земледелия» Т.Н. Дронова; доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой «Мелиорация земель и комплексное использование водных ресурсов» ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ Е.П. Боровой 
 
 
 
  Мелихов, Виктор Васильевич 
М-47  Проектирование и расчёт систем капельного орошения сельскохозяйственных культур: учебно-методическое пособие / В. В. Мелихов. – 
Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ,  2021. – 136 с.  
 
 
ISBN 978-5-4479-0271-1 
 
 
Учебно-методическое пособие освещает как теоретические, так и 
практические вопросы мелиорации земель сельскохозяйственного назначения. Приводятся основные требования и принципы проектирования оросительной сети, конструкции и характеристики технических средств систем 
капельного орошения сельскохозяйственных культур. 
Содержится методика расчёта суммарного водопотребления, поливных и оросительных норм, количества и сроков проведения поливов в зависимости от обеспеченности вегетационных периодов сельскохозяйственных 
культур атмосферными осадками в различных природных зонах Российской Федерации. Приводятся обоснование применения технических средств 
орошения, методики расчёта элементов техники полива, определения расчётных расходов воды и гидравлического расчёта оросительной сети. Изложены основные требования к качеству оросительной воды.  
Учебно-методическое пособие предназначено для специалистов проектных, водо- и сельскохозяйственных организаций, научных сотрудников, 
преподавателей, аспирантов и студентов высших образовательных организаций мелиоративной направленности. 
 
 
 
ISBN 978-5-4479-0271-1 
 
УДК 631.674  
ББК 40.6  
 
 
© ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2021  
© Мелихов В. В., 2021  

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 
 
В настоящем учебно-методическом пособии приведены основные обозначения: 
А – мелиорируемая площадь; 
Ас – площадь, поливаемая дождевальной машиной за сезон (сезонная нагрузка); 
Апt – мелиорируемая площадь нетто; 
Аbr – мелиорируемая площадь брутто; 
E – испарение в зоне дождевого облака; 
Е0 – годовая испаряемость; 
Еа – коэффициент полезного использования воды на оросительной системе; 
Еt – коэффициент полезного действия отдельных элементов или 
системы в целом; 
ЕТcrop – эвапотранспирация; 
ЕТ0 – испаряемость (потенциальная эвапотранспирация); 
Etd – среднее суточное испарение влаги полем; 
Jпnt – оросительная норма нетто; 
Jmnt – средневзвешенная оросительная норма нетто; 
Ре – эффективные осадки; 
Pef – эффективные атмосферные осадки за период; 
Qпt – расход воды нетто; 
Qu – максимальный часовой расход воды на полив; 
Qlt – расход воды на собственные нужды узла очистки; 
Кf – коэффициент форсировки расхода; 
Qbr – расход воды брутто; 
Qt – расчётный расход трубопровода; 
Vus – объём полезно используемой воды; 
Vru – объём вторично полезно используемой воды; 
Vgr – объём используемых грунтовых вод; 
Vw – объём забираемой воды; 
Vl – потери воды на фильтрацию; 
Vlt – технические потери оросительной воды; 
Vls – технологические сбросы воды из оросительной сети; 
VlR – слой воды на промывку; 

Wa – активные запасы почвенной влаги; 
ai – поле культуры в севообороте; 
dwb – дефицит влаги в водном балансе; 
dwbт – средневзвешенный дефицит влаги в водном балансе; 
dmw – среднесуточный дефицит водопотребления; 
q – удельный расход воды на единицу площади (гидромодуль); 
mnt – поливная норма нетто; 
mact – фактическая поливная норма, необходимая для подачи воды на поле; 
φ – относительная влажность воздуха; 
vа – расчётная скорость ветра; 
vт – средняя скорость ветра; 
Киl – коэффициент земельного использования; 
Кday – коэффициент использования рабочего времени смены, суток. 
Kf – коэффициент форсировки; 
Kgr – коэффициент использования грунтовых вод; 
АПК – агропромышленный комплекс; 
КПД – коэффициент полезного действия; 
СКО – система капельного орошения; 
ФЦП – федеральная целевая программа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Гарантом стабильности получения необходимого объёма растениеводческой продукции в засушливых условиях Российской Федерации является орошение в комплексе с другими видами мелиораций [1-3]. В настоящее время площадь орошаемых угодий в стране составляет 4,25 млн га или 3,8 % площади пашни. В тоже время в 
странах ЕС, США и др. с более благоприятным климатом доля мелиорированных земель в 3-5 раз выше, а в Иране, Пакистане и др. – 
в 10 и более раз. 
Площадь орошаемых земель с неудовлетворительным почвенномелиоративным состоянием в настоящее время составляет порядка 
860 тыс. га или 20,2 %. Износ гидромелиоративного фонда достигает 
70%, а по некоторым позициям – свыше 80%. В таких условиях поддерживать оптимальный для роста и развития растений водный режим 
почвы не представляется возможным. Вследствие этого продуктивность мелиорированных угодий остаётся низкой, а дополнительные 
затраты на проведение поливов отрицательно сказываются на себестоимости продукции. 
По расчётам Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия» (ФГБНУ ВНИИОЗ) для достаточного и 
устойчивого производства растениеводческой продукции площадь 
орошаемых земель в Российской Федерации должна составлять порядка 10,1 млн га [4]. Для последовательного решения данной проблемы Правительством Российской Федерации Постановлением от 
13.10.2013 г. № 922 принята ФЦП первого этапа «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020 
годы» [5]. Её реализация путём реконструкции существующих и 
строительства новых оросительных систем должна сопровождаться 
созданием экологически ориентированных систем нового поколения, 
оснащённых надёжной автоматизированной высокопроизводительной 
и экономически эффективной дождевальной техникой и системами 
капельного орошения. Общая потребность в поливной технике в настоящее время оценивается порядка 27,8 тысяч единиц, а ежегодно 
вводится в эксплуатацию в пределах 200-250 штук [6]. В России за 

последние 15 лет произведено не более 400 дождевальных машин и 
увеличения поступления отечественной дождевальной техники не 
просматривается, поскольку в настоящее время производственные 
мощности заводов по выпуску дождевальной техники перепрофилированы на выпуск другой продукции. На этом фоне отечественный 
рынок ирригационного оборудования заняли зарубежные фирмы. Импортная оросительная техника высоко конкурентоспособна благодаря 
широкому диапазону модификаций, возможности максимальной адаптации к конкретным условиям применения, многоцелевому использованию в автоматизированном режиме работы с применением компьютерных программ контроля и управления. Это обусловливает необходимость создания инновационных предприятий по производству в 
России оросительной техники и систем капельного орошения.  
В XXI веке благодаря большому количеству как зарубежных, 
так и отечественных компаний, производящих оборудование и комплектующие, широкое распространение в Российской Федерации получило капельное орошение сельскохозяйственных культур. 
Всё это, а также создание новых материалов и технологий актуализируют разработку методического пособия по проектированию и 
эксплуатации систем капельного орошения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ 
СИСТЕМ ОРОШЕНИЯ 
 
1.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 
 
Оросительные системы (ОС) включают комплекс взаимосвязанных зданий, сооружений, технических средств забора, транспортирования и распределения воды, обеспечивающий в условиях недостаточного естественного увлажнения осадками поддержание в корнеобитаемом слое почвы оптимального водного, теплового, пищевого, 
солевого и других режимов для получения высоких и устойчивых 
урожаев сельскохозяйственных культур. 
В состав ОС входят: орошаемые земли, источники забора воды, 
водозаборные и рыбозащитные сооружения, отстойники, транспортирующая воду оросительная, водосборно-сбросная и дренажная сети, 
нагорные и ловчие каналы, сооружения на сети, системы капельного 
орошения, установки и устройства, средства управления и автоматизации, контроля за мелиоративным состоянием земель, объекты электроснабжения и связи, противоэрозионные сооружения, производственные и жилые здания эксплуатационной службы, дороги, лесозащитные насаждения, дамбы. 
Мелиоративные системы необходимо проектировать в комплексе с мероприятиями по сельскохозяйственному освоению мелиорируемых земель с учётом действующих отраслевых стандартов [7, 8] и 
согласия землевладельцев на включение их доли в состав гидромелиоративной системы. 
На основании технико-экономического сравнения вариантов 
должны быть обоснованы: 
– границы и размеры мелиорируемой площади с разбивкой на 
севооборотные участки и поля севооборотов; 
– земельный фонд хозяйств, изменения в составе сельскохозяйственных угодий в результате осуществления мелиоративных мероприятий, площади трансформированных в пашни сенокосов, пастбищ или 
других угодий; 
– изменение и упорядочение границ хозяйств, входящих в границы системы, включая смежные с территорией системы земли; 

– сельскохозяйственное использование мелиорируемых в границах системы земель; 
– проектная урожайность сельскохозяйственных культур; 
– способы орошения и дренажа; 
– создание новых или расширение существующих эксплуатационных водохозяйственных организаций; 
– строительство производственных, жилых и культурно- бытовых зданий, сооружений, инженерных коммуникаций, необходимых 
для службы эксплуатации мелиоративных систем. 
Технические решения по схемам подачи и сброса воды, конструкциям основных сооружений следует принимать на основе сравнения технико-экономических показателей различных вариантов. При 
этом должны быть обеспечены: 
– получение проектной продукции растениеводства по урожайности и объёмам; 
– экономное использование водных, земельных и топливноэнергетических ресурсов; 
– эффективное использование высокопроизводительной сельскохозяйственной техники при обработке мелиорируемых земель; 
– высокая производительность труда при эксплуатации сооружений и мелиоративной системы в целом; 
– комплексная автоматизация технологических процессов, при 
этом степень автоматизации должна быть обоснована технико- экономическими расчётами; 
– соблюдение требований охраны окружающей природной среды, санитарно-гигиенических требований; 
– возможность внесения удобрений, химмелиорантов и гербицидов с оросительной водой. 
При проектировании мелиоративных систем степень использования мелиорируемых земель должна определяться коэффициентом 
земельного использования, рассчитываемым по формуле: 
 
                                                    
br
nt
ul
A
A
K

,                                           (1.1)  
 
где: Апt и Аbr – орошаемая площадь, соответственно нетто и брутто, га. 
 

К площади нетто относится орошаемая площадь, занятая продуктивными посевами и посадками, посевными (культурными) или 
естественными лугами или пастбищами и обеспечивающая получение 
сельскохозяйственной продукции. 
Площадь брутто включает орошаемую площадь нетто и площадь, занятую всеми видами отчуждений под сооружения мелиоративных систем. 
Технико-экономические показатели мелиоративной системы 
следует определять в расчёте на 1 га мелиорированной площади нетто 
и на единицу проектной продукции растениеводства. 
Классы капитальности гидротехнических сооружений мелиоративной системы следует определять по обслуживаемой ими площади орошения, приведенной в таблице 1. 
 
Таблица 1 – Классы гидротехнических сооружений  
мелиоративной системы 
Площадь орошения, обслуживаемая  
сооружениями, тыс. га 
Класс 
1 
2 
свыше 300 
I класс 
100 до 300 
II класс 
50 до 100 
III класс 
50 и менее 
IV класс 
 
Основные требования по проектированию сооружений различных классов, их отдельных конструкций и оснований, а также расчётные положения и нагрузки необходимо принимать в соответствии со 
сводами правил [8, 9]. 
Класс нагорных каналов следует принимать равным классу защищаемого сооружения. Расчётную обеспеченность расходов воды 
необходимо принимать в зависимости от класса нагорных каналов. 
Для проектируемых нагорных каналов оросительных систем IV класса 
расчётные расходы воды следует определять по модулю стока поверхностных вод 10% обеспеченности, полученного по ряду наблюдений за 25-летний период. 
Дорожная сеть на мелиоративных системах проектируется в соответствии с требованиями и условиями свода правил [10, 11]. 

Расположение в плане проектируемых линейных сооружений 
(каналов, дорог, линий электропередач и др.) необходимо определять с 
учётом особенностей рельефа, инженерно-геологических, гидрогеологических условий и расположения экологических рубежей, требований 
рациональной организации сельскохозяйственного производства, существующих дорог, подземных и наземных инженерных коммуникаций и др. и согласования с землевладельцами. 
Границы землепользования и севооборотных участков надлежит 
предусматривать по возможности прямолинейными с учётом существующих и проектируемых каналов, трубопроводов, линий электропередач, дорог и др.; поля севооборотов в интересах механизации технологических работ следует принимать прямоугольной формы, но с учётом противоэрозионных ограничений. Отступление этих требований 
допускается в условиях сложного рельефа местности и примыкания к 
естественным границам ландшафта (реки, озера, овраги и т.п.). При 
необходимости допускается изменять границы землепользования, при 
этом должен быть разработан проект нового межхозяйственного землеустройства. 
Для контроля за мелиоративным состоянием земель в границах 
гидромелиоративных систем необходимо предусматривать сеть наблюдательных гидрометрических скважин и средства измерения расхода воды. При площади мелиоративной системы более 20 тыс. га дополнительно следует организовывать контроль за влажностью и засолением почв, качеством оросительных и дренажных вод с использованием средств автоматической обработки информации, а также данных 
метеорологических станций и водно-балансовых площадок. 
Производственные здания и сооружения эксплуатационных водохозяйственных организаций и жилые здания для работников службы эксплуатации необходимо располагать в населённых пунктах, находящихся в границах или вблизи мелиоративных систем. 
Производственные базы эксплуатационных организаций, как 
правило, размещают на общей площадке со вспомогательными зданиями, сооружениями и коммуникациями. 
При выполнении инженерных изысканий следует руководствоваться сводами правил [12-14] и положениями норм проектирования 
[15-17].