The purpose of the investigation is to estimate the efficiency of the unlined main and irrigation canals of reclamation systems, and to determine the effect of this parameter on the reduction in operational reliability and hydraulic characteristics of the canals such as flow rate-velocity, filtration coefficient and roughness. The study is based on the data obtained in the field observation of hydraulic and filtration parameters of a number of reclamation canals situated in the Southern and North Caucasian Federal Districts. To determine the efficiency, the classical empirical A.N. Kostyakov dependence was used, as well as computing formulas for determining seepage losses from continuously operating canals in an earthen course under steady free filtration, recommended by Code of practice 100.13330.2016. Efficiency values set by regulatory documents at the level of 0.90–0.93 are overestimated; in practice, they are difficult to achieve, especially for unlined channels. The values of the specific share of the reasons for a decrease in operational reliability that have the greatest impact on the canal efficiency were obtained. This parameter is not constant for irrigation, main and distribution canals, when establishing it or assigning it to the designed canals; it is necessary to consider the possible change limits in the first years of canal operation and during their filling, when the filtration process is unsteady. Average statistical values of the efficiency for unlined and lined canals were established. The influence of flow-velocity and geometric parameters on this parameter was revealed. The main measures aimed at increasing the efficiency of unlined drainage canals were formulated. It is recommended to transfer the reclamation network to a closed course or create anti-filtration screens for open cross-section channels. | Цель исследований: расчетная оценка коэффициента полезного действия (КПД) необлицованных магистральных и оросительных каналов гидромелиоративных систем, а также определение влияния этого параметра на снижение эксплуатационной надежности и гидравлические характеристики каналов (расходно-скоростные, коэффициент фильтрации и шероховатость). Основой послужили данные, полученные по результатам натурных исследований гидравлических и фильтрационных параметров ряда мелиоративных каналов Южного и Северо-Кавказского федерального округов. Для определения КПД использовалась классическая эмпирическая зависимость А.Н. Костякова, а также расчетные формулы для определения фильтрационных потерь из каналов непрерывного действия в земляном русле при установившейся свободной фильтрации, рекомендуемые СП 100.13330.2016. Значения КПД, установленные нормативными документами на уровне 0,90–0,93, завышены; на практике их достичь сложно, особенно для необлицованных каналов. Получены значения удельного веса причин снижения эксплуатационной надежности, которые оказывают наибольшее влияние на КПД каналов. Этот параметр для оросительных, магистральных и распределительных каналов является величиной непостоянной, при его установлении (или назначении для проектируемых каналов) необходимо учитывать возможные пределы его изменения в первые годы эксплуатации каналов и при их заполнении, когда процесс фильтрации является неустановившимся. Установлены среднестатистические значения КПД для необлицованных и облицованных каналов. Выявлено влияние расходно-скоростных и геометрических параметров на этот параметр. Сформулированы основные мероприятия, направленные на повышение КПД необлицованных мелиоративных каналов. Рекомендовано перевести мелиоративную сеть в закрытое русло или создавать противофильтрационных экраны для каналов открытого поперечного сечения.

The influence of chelated humic fertilizers on water consumption and yield of late white cabbage cultivated using sprinkling in the dry steppe of the Saratov Trans-Volga region was under investigation. The field experiment was conducted in 2019–2022 on dark chestnut soils. The study objects were the mid-late hybrid of general-purpose white cabbage Agressor F1 and chelated humic fertilizers produced by the Cila zhizni Group LLC. The study of crop water consumption, the formation of its producing ability and the quality of cabbage heads were carried out based on the conventional methods. As determined, the total water consumption of white cabbage cultivated under irrigation in the dry steppe zone at maintaining soil moisture of at least 80% of the least moisture capacity is 5416 m³/ha, the average daily – 47.2 m³/ha. Foliar application of humic fertilizers ensured a more economical use of water resources without having a significant effect on water consumption of the crop: the cost of irrigation water for the formation of a unit value decreased by 6.22–15.56%, and the water consumption coefficient by 4.9–14.6%. Spraying vegetative white cabbage plants with humic fertilizers contributed to an increase in crop performance by 7–18%, or 4.58–12.7 t/ha. The highest yield of marketable cabbage heads, 81.58 t/ha, was obtained due to the combined use of potassium humate and Reasil Forte Carb-N-Humic liquid nitrogen fertilizer. It exceeded the yield obtained at the non-fertilized plot by 12.7 t/ha or 18%. Foliar applications of chelated humic fertilizers having adaptogenic properties is an effective technique to increase the yield of late white cabbage cultivated on irrigated dark chestnut soils of the Saratov Trans-Volga region and to use water resources more efficient. | Цель исследований: изучение характера влияния на водопотребление и урожайность капусты белокочанной поздней хелатных гуминовых удобрений при дождевании в сухой степи Саратовского Заволжья. Полевой эксперимент проводился в 2019–2022 гг. на темно-каштановых почвах. Объекты исследования: среднепоздний гибрид капусты белокочанной универсального назначения Агрессор F1 и хелатные гуминовые удобрения, производимые ООО "Сила жизни". Изучение водопотребления культуры, формирования ее продуктивности и качества кочанов осуществляли на основе общепринятых методик. Установлено, что в сухостепной зоне суммарное водопотребление капусты белокочанной при режиме орошения с поддержанием влажности почвы не ниже 80% наименьшей влагоемкости составляет 5416 куб. м/га, среднесуточное – 47,2 куб. м/га. Листовые подкормки гуминовыми удобрениями, не оказав существенного влияния на водопотребление культуры, обеспечивали более экономное использование ею водных ресурсов: затраты поливной воды на формирование единицы товарной продукции уменьшились на 6,22–15,56%, коэффициент водопотребления на 4,9–14,6%. Опрыскивания гуминовыми удобрениями вегетирующих растений капусты белокочанной способствовали росту продуктивности культуры на 7–18%, или на 4,58–12,7 т/га. Наибольшая урожайность товарных кочанов, 81,58 т/га, получена при совместном применении гумата калия и жидкого азотного удобрения реасил форте карб-азот-гумик. Это больше, чем на контрольном участке без удобрений, на 12,7 т/га (18%). Эффективным приемом, обеспечивающим повышение урожайности капусты белокочанной поздней и более экономное использование ею водных ресурсов при выращивании на орошаемых темно-каштановых почвах Саратовского Заволжья, являются листовые подкормки хелатными гуминовыми удобрениями, обладающими адаптогенными свойствами.

The work purpose is to study the moisture dynamics in soils on the drainage layer during drip irrigation to save water resources and ensure uniform crop watering using moisture contours. The study is based on the theory of moisture transfer in soil influenced by drip irrigation. Moisture contours were studied in laboratory conditions using a soil lysimeter, which was used to model a geologic cross-section of the irrigated area represented by alluvial meadow soils formed on pebbles. The pebble layer thickness of up to 3 m was assumed. A regression analysis of moisture movement was carried out, and a mathematical model describing the nature of this movement on the drainage layer was obtained. The calculated volume of wet soil was determined based on the moisture contours as a result of calculating the volume of the formed rotation figure according to cartograms for each hour of watering. Data on the moisture distribution in soil profile according to irrigation hours, presented on cartograms constructed using a personal computer, were obtained. The isolines indicating contours with the same soil moisture of 5; 10; 40% are highlighted on the cartograms. It has been determined that water at an emitter discharge of 2.5 L/h reaches the drainage layer 4 h after the beginning of irrigation. A graph for moisture distribution in soil volume by hours reflecting the dynamics of water distribution supplied from an emitter with a constant discharge over 10 h of irrigation has been constructed. The dynamics of moisture distribution during drip irrigation in soils located on a drainage bed was studied. Under experimental conditions, when crop irrigation lasts for more than 8 h, an ineffective excess of irrigation rates and an increase in the design capacity of the drip irrigation system are observed. | Цель работы: с использованием контуров увлажнения исследовать динамику влаги в почвогрунтах на дренажном слое при капельном орошении для экономии водных ресурсов и обеспечения равномерного полива культур. В основу исследования положена теория влагопереноса при воздействии капельного орошения на почвогрунт. Контуры увлажнения изучены в лабораторных условиях на почвенном лизиметре, с помощью которого выполнено моделирование геологического разреза орошаемой территории, представленной сформированными на галечнике аллювиальными луговыми почвами. Мощность галечникового слоя принята до 3 м. Выполнен регрессионный анализ движения влаги, и получена математическая модель, описывающая характер ее движения на дренажном слое. Расчетный объем влажного грунта определялся на основании контуров увлажнения как результат вычисления объема образованной фигуры вращения по картограммам на каждый час полива. Получены данные о распространении влажности в почвенном профиле по часам полива, которые представлены на картограммах, построенных при помощи персонального компьютера. На картограммах выделены контуры с одинаковой влажностью – изолинии, на которых отображалась влажность 5; 10; 40%. Установлено, что вода при расходе капельницы 2,5 л/ч достигает дренажного слоя через 4 ч после начала полива. Построен график распределения влажности в объеме почвогрунта по часам, который отражает динамику распространения подаваемой из капельницы воды с постоянным ее расходом за 10 ч полива. Исследована динамика распространения влаги при капельном поливе в условиях грунтов, расположенных на дренирующей подушке. В условиях опыта при продолжительности полива культур свыше 8 ч наблюдается неэффективное превышение поливных норм и увеличение проектной мощности системы капельного орошения.

The purpose of the research is to develop an algorithm for soil water regime modeling on reclaimed fields of double regulation reclamation systems (drainage-humidification, drainage-irrigation) further to develop information and software tools ensuring rapid soil water management regimes on reclaimed agricultural fields in various regions of the Russian Federation. The methodological and informational basis was formed by methods of collecting and processing information, methods of systematization, regulatory-technical documents, information technology methodology, as well as existing means of information technology support to land reclamation problems. The simulation algorithm includes 3 stages: preparation for simulation, simulation itself, simulation results evaluation. At the modeling stage, the water supply mode to the object (reclaimed field) by the surface method (sprinkling) and (or) by moistening (feeding) with groundwater was set, and then the moisture content at the object was calculated. At the stage of evaluating the modeling results, the terms, discharges and volumes supplied to the object by the surface method and by moistening the soil with groundwater were determined. The data on the results of the modeling were formed. To display the results visually, the main screen form of the water regime modeling program in "Water consumer" control loop was developed. As a result of the research, the water regime modeling algorithm in "Water consumer" control loop (reclaimed field) was developed. The developed algorithm makes it possible to adjust quickly the moisture storage in soil for given crop irrigation regimes due to sprinkling and (or) raising the groundwater level. | Цель исследований - разработка алгоритма моделирования водного режима почв на мелиорируемых полях мелиоративных систем двойного регулирования (осушительно-увлажнительных, осушительно-оросительных) для последующей разработки информационных и программных средств, обеспечивающих возможность оперативного регулирования водных режимов почв на мелиорируемых полях с.-х. культур в различных областях и регионах РФ. Методологическую и информационную основу составили методы сбора и обработки информации, методы систематизации, нормативно-технические документы, положения по разработке информационных технологий, а также существующие средства информационно-технологической поддержки задач в мелиорации. Алгоритм моделирования включает в себя 3 стадии: подготовка к моделированию, непосредственно моделирование, оценка результатов моделирования. На стадии моделирования задавался режим подачи воды на объект (мелиорируемое поле) поверхностным способом (дождевание) и (или) путем увлажнения (подпитки) грунтовыми водами и далее рассчитывались влагозапасы на объекте. На стадии оценки результатов моделирования определялись сроки, расходы и объемы, подаваемые на объект поверхностным способом и путем увлажнения почвы грунтовыми водами, формировались данные о результатах моделирования. Для визуального отображения результатов разработана главная экранная форма программы моделирования водных режимов в контуре регулирования "Водопотребитель". В результате исследований разработан алгоритм моделирования водных режимов в контуре регулирования "Водопотребитель" (мелиорируемое поле). Разработанный алгоритм позволяет оперативно проводить регулирование влагозапасов в почве для заданных режимов орошения культур за счет дождевания и (или) поднятия уровня грунтовых вод.