Строительство ирригационных систем. Ирригация и орошение. Смотреть значение Ирригация в других словарях

Орошение (ирригация) - подвод воды на поля, испытывающие недостаток влаги, и увеличение её запасов в корнеобитаемом слое почвы в целях увеличения плодородия почвы. Орошение является одним из видов мелиорации. Орошение улучшает снабжение корней растений влагой и питательными веществами, снижает температуру приземного слоя воздуха и увеличивает его влажность.

Орошение улучшает снабжение корней растений влагой и питательными веществами, снижает температуру приземного слоя воздуха и увеличивает его влажность. Вне зависимости от выпадения атмосферных осадков орошаемые земли дают высокие устойчивые урожаи многих сельскохозяйственных культур, возделываемых в зоне недостаточного увлажнения.

К основным способам орошения относится:

полив по бороздам водой, подаваемой насосом или из оросительного канала;

разбрызгиванием воды из специально проложенных труб;

аэрозольное орошение - орошение мельчайшими каплями воды для регулирования температуры и влажности приземного слоя атмосферы;

подпочвенное (внутрипочвенное) орошение - орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону;

лиманное орошение - глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока.

дождевание - орошение с использованием самоходных систем кругового или фронтального типа. См. также Механизированное орошение.

Площадь орошаемых земель в отдельных странах мира (на конец 1990-х годов), млн. гаСтрана Площадь Страна Площадь

Китай 44,4 Япония 3,3

Индия 42,1 Испания 3,1

США 18,1 Италия 3,3

Пакистан 16,1 Египет 2,6

Россия 5,7 Бразилия 2,5

Индонезия 5,3 Аргентина 1,7

Мексика 5,1 Ирак 1,7

Узбекистан 4,1 Болгария 1,3

Румыния 3,4 ЮАР 1,2

Негативные экологические последствия

Оросительное земледелие вызывает целую цепь негативных экологических последствий. Главными из них являются:

ирригационная эрозия;

накопление агроирригационного культурного горизонта почв;

вторичное засоление грунтов и почв;

заболачивание грунтов и почв;

загрязнение поверхностных и подземных вод;

обмеление рек;

оседание рельефа местности.

Вторичное засоление - главное последствие орошения земель в условиях аридного климата. Оно связано с подъемом минерализованных грунтовых вод к земной поверхности. Грунтовые воды, содержащие соли, начинают при этом интенсивно испаряться, в результате чего почва насыщается избыточным количеством солей. Острая экологическая проблема орошаемого земледелия - загрязнение поверхностных и грунтовых вод. Это результат полива угодий и использования воды для рассоления почв. Большинство рек, воды которых используются для орошения имеют минерализацию 0,2-0,5 г/л. В настоящее время их минерализация возросла в 10 раз, что привело к росту вторичного засоления. Проблемы засоления почв и вод усугубляются применением минеральных удобрений.

2.24. Оросительные системы поверхностного полива следует проектировать, как правило, в полупустынной и пустынной зонах, а также в районах, где дождевание не обеспечивает требуемого водного режима почв.

2.25. Поверхностный полив необходимо предусматривать по бороздам, полосам, чекам.

2.26. По бороздам следует поливать пропашные культуры и многолетние насаждения при уклонах местности не более 0,05.

2.27. При поливе по бороздам в зависимости от природных условий следует применять продольную и поперечную схемы полива.

При продольной схеме полива направление борозд совпадает с направлением оросителя и уклона местности, при поперечной схеме борозды направлены поперек основного уклона (вдоль горизонталей местности) перпендикулярно оросителям. Условия применения схем полива приведены в рекомендуемом приложении 6.

2.28. Расстояния между оросителями при продольной схеме полива следует принимать в зависимости от длины поливных устройств, при поперечной схеме - от длины борозд.

Расстояния между водовыпусками в поливные устройства (между гидрантами) необходимо принимать равными длине борозд при продольной схеме и длине поливного устройства - при поперечной.

При применении поливных машин расстояние между оросителями и гидрантами должно определяться техническими характеристиками применяемых машин.

2.29. Длина борозд, расстояние между бороздами, расходы поливных струй должны определяться с учетом уклона поверхности земли, водно-физических свойств почв и обеспечивать подачу заданной поливной нормы при минимальных поверхностном и глубинном сбросах, равномерность увлажнения по длине борозды, высокую производительность труда на поливе.

2.30. Оптимальные элементы техники полива по бороздам следует назначать согласно рекомендуемым приложениям 7, 8 или по данным специальных исследований.

2.31. Распределение воды по бороздам должно производиться с применением поливных трубопроводов (передвижных, стационарных), лотков, каналов, машин.

Передвижные поливные трубопроводы (жесткие и гибкие) допускается применять на спланированных территориях с уклонами более 0,003 при поперечной и продольной схемах полива.

Жесткие трубопроводы следует применять преимущественно при поперечной схеме полива.

Полив из стационарных поливных трубопроводов надлежит применять при продольной схеме полива преимущественно для полива садов и виноградников при уклонах более 0,008.

2.32. Диаметр поливного трубопровода надлежит определять из условия обеспечения подачи расчетного расхода воды в борозды. Напор по всей длине трубопровода должен быть для работы:

передвижных поливных трубопроводов - не менее 1,0 м;

стационарных закрытых поливных трубопроводов с применением патрубков-водовыпусков при поливе:

многолетних насаждений:

постоянной струей.................. 0,5 - 1,5 м

переменной струей................. 3,0 - 4,0 м

пропашных культур:

постоянной струей................. 1,5 - 2,0 м

переменной струей................ 6,0 - 7,0 м

2.33. Поливные лотки (каналы) с непосредственным выпуском воды в борозды должны применяться на массивах с уклонами до 0,003 и с почвами средней и слабой степени водопроницаемости, на которых возможно проведение полива по бороздам длиной 300 - 400 м.

Поливные лотки (каналы) следует применять, как правило, при поперечной схеме полива.

2.34. Полив по полосам следует применять для орошения сельскохозяйственных культур преимущественно сплошного сева (зерновые, травы) на спланированных участках при уклонах поверхности земли: поперечных - не более 0.002, продольных (в направлении полива) ¾ не более 0.015.

2.35. Узкие полосы ширимой 1,8-7,2 м и длиной 200-400 м следует применять при поперечных уклонах местности 0,001-0,002.

Широкие полосы шириной 25-40 м и длиной до 600 м следует применять на спланированной поверхности с продольным уклоном не более 0,001-0,003 при отсутствии поперечных уклонов.

Полив по бороздам земляники

АЭРОЗОЛЬНОЕ ОРОШЕНИЕ, мелкодисперсное дождевание, способ увлажнения приземного слоя воздуха, наземной части р-ний и частично поверхности почвы водой, раздробленной на мельчайшие капли. Осуществляется с помощью машин, работающих на газодинамич. принципе дробления жидкости, дождевальных машин и установок со сменными рабочими органами. А. о. применяют только в жаркое время.

Внутрипочвенное орошение - орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону изнутри.

ВНУТРИПОЧВЕННОЕ ОРОШЕНИЕ, способ орошения, при к-ром оросит. вода поступает в корнеобитаемый слой почвы из системы подпочвенных увлажнителей (водоводов). При этом обеспечивается равномерность полива, поддерживается влажность корнеобитаемого слоя почвы, сохраняется структура почвы, предотвращается появление на ней корки, снижается расход поливной воды и уменьшаются её потери на испарение с поверхности почвы, создаются условия для автоматизации всего технологич. цикла орошения. В. о. применяют при возделывании овощных и плодовых культур, винограда, хлопчатника на плоских участках с хорошо водопроницаемыми незасоленными почвами, на склонах с рыхлым почвенным покровом, подстилаемым водонепроницаемыми или слабопроницаемыми грунтами.

При В. о. используют закрытые оросительные системы с оросительной сетью из трубопроводов. По способу подачи воды системы В. о. подразделяют на вакуумные, или адсорбционные, безнапорные и напорные. В вакуумных системах вода поступает к р-ниям под действием сил поверхностного натяжения (по мере расходования воды в трубах-увлажнителях создаётся вакуум, вследствие чего поддерживается их наполнение), в безнапорных - вследствие капиллярного движения воды, в напорных - искусственно создаваемого напора. В систему В. о. входят: головной водозабор; водорегулирующий блок, блок подачи в систему растворённых минер. удобрений; распределит. трубопровод, распределяющий воду по подпочвенным увлажнителям; подпочвенные увлажнители, подающие воду в корнеобитаемый слой почвы; система датчиков, " осуществляющих обратную связь и контролирующих создаваемый водный режим в почве. Увлажнители изготавливают из гончарных труб, из к-рых вода поступает в почву через стыки, и пластмассовых гладких и гофриров. труб (вода поступает через отверстия - перфорацию). Наиб. распространены системы с перфориров. увлажнителями, к-рые закладывают на глуб. 45-55 см с расстоянием между ними 100-150 см (оптим. дл. 100-200 м, диам. труб 16-32 мм). Расход воды в головной части увлажнителя 0,2-0,6 л/с при миним. напоре 0,5 м. Разновидность В.о.- капельное орошение. Употребляемый иногда вместо В. о. термин “подпочвенное орошение” менее точен.

Лиманное орошение, глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока. В СНГ наиболее распространено в западных, северных и центральных районах Казахстана, в Заволжье и на Северном Кавказе, где обеспечивает высокие урожаи трав, кукурузы и др., преимущественно кормовых, культур. Для Л. о. используют талые воды, стекающие с выше расположенной территории, паводковые, а также излишки воды из водохранилищ и каналов. Воду на орошаемой площади - лимане - удерживают системой валов и дамб. Излишки её сбрасывают через водоспуски. Лиманы бывают простые и ярусные - несколько ярусов дамб или валов (наиболее технически совершенны); мелководные (глубина затопления 25-35 см) и глубоководные (до 1,5 м). Оросительная норма при Л. о. - 2,5-4,5 тыс. м3/га воды. Продолжительность затопления лимана зависит от растительности или орошаемой культуры, влагоёмкости почвы и глубины увлажнения (обычно 10-20 сут).

Дождевание, способ полива с.-х. культур, при котором вода разбрызгивается в виде дождя над поверхностью почвы и растениями. Опыты по Д. проводились во многих странах ещё в 19 в. Производственное значение оно получило в начале 20 в. в Германии (свыше 100 тыс. га), США, Италии, Чехословакии и др. В России Д. впервые (1875) применил в Саратовской губернии агроном Г. И. Аристов. В 1913-14 по инициативе А. Н. Костякова исследования по Д. проводили на Костычевской и Безенчукской опытных станциях. В СССР площади полива Д. составляли (тыс. га): 180 в 1962; 357,7 в 1964; 760,6 в 1966; 1477 в 1969. Д. распространено в Болгарии, Венгрии, Италии, Чехословакии, США, ФРГ, ГДР и др. странах.

По сравнению с поливами поверхностными Д. имеет ряд преимуществ. Оно улучшает условия произрастания растений, т.к. увеличивает влажность не только почвы, но и приземного слоя воздуха, понижая их температуру, потери на испарение с поверхности почвы. При Д. с растений смывается пыль, что усиливает их дыхание, ассимиляцию углерода, развитие и накопление органического вещества. После Д. структура почвы менее разрушается и послеполивную обработку можно начинать раньше, благодаря чему в почве сохраняется больше влаги. Д. даёт возможность вместе с поливной водой вносить удобрения. Д. можно проводить в любое время суток и давать любые поливные нормы, начиная с самых малых (30 м3/га). Оно позволяет поддерживать оптимальную для растений влажность почвы на землях со сложным рельефом и на участках с маломощными почвами, расположенными на сильно водопроницаемых породах (песок, галечник), на которых поверхностные поливы требуют большого объёма планировочных работ или связаны со значительными потерями воды на фильтрацию. При поливе Д. обычно нет мелких каналов и борозд, поэтому более полно используется земельная территория и производительнее работают с.-х. машины. Иногда этот способ полива экономически менее выгоден, чем поверхностный, например при орошении большими поливными нормами (более 700 м3/га) и значительном числе поливов.

Д. применяют для вегетационных, освежительных, подкормочных и утеплительных поливов, провокационных поливов в борьбе с сорняками и др. Его широко используют при выращивании овощных, технических, кормовых, зерновых и плодово-ягодных культур, особенно в зоне неустойчивого увлажнения (рис. 1). Наиболее эффективно Д. на фоне осенней влагозарядки почвы. В засушливые годы Д. даёт большую прибавку урожая в нечернозёмной зоне и даже на севере (например, под Якутском). В Прибалтике Д. орошают сенокосы и пастбища. Оросительные нормы при Д. обычно несколько ниже оросительных норм при поверхностных поливах. Поливные нормы от 30 до 600 (в благоприятных условиях до 800) м3/га; при вегетационных поливах они должны обеспечить увлажнение корнеобитаемого слоя почвы. Проводить Д. нужно таким образом, чтобы вода равномерно распределялась по полю, не образуя луж и стока. Время наступления стока зависит от водно-физических свойств почвы, крупности капель дождя, его интенсивности (слой дождя в мм в единицу времени) и характера поступления - непрерывное и периодическое (с интервалами 1-8 мин и более). Полив хорошего качества можно получить, если диаметр капель не превышает 1,5-2 мм, а интенсивность меньше фактической проницаемости почвы. Для конкретных условий эти величины обычно определяют опытным путём.

Оросительная система, земельная территория вместе с сетью каналов и др. гидротехнических и эксплуатационных сооружений, обеспечивающих её орошение. В состав О. с. регулярного орошения, кроме земельной территории, входят: головной водозаборный узел - забирает воду из источника орошения (из реки, водохранилища, канала, скважины и т.п.) и предохраняет систему от наносов, шуги (внутриводного льда), мусора (см. Водозаборное сооружение); оросительная сеть; сбросная сеть; коллекторно-дренажная сеть - понижает уровень грунтовых вод и отводит воды и соли за пределы орошаемой территории (см. Дренаж сельскохозяйственных земель); гидротехнического сооружения - регулируют забор воды (шлюзы-регуляторы, подпорные сооружения и др.) и распределение её по орошаемой площади; эксплуатационные сооружения - дороги, устройства для наблюдения за мелиоративным состоянием орошаемых земель и др.; лесополосы и пр.

О. с. могут быть: с самотёчным водозабором - вода в каналы поступает из источника орошения самотёком, и с механическим водоподъёмом - подача воды насосной станцией. По конструкции они подразделяются на открытые, закрытые (трубчатые) и комбинированные. Открытые О. с. наиболее распространены; они имеют каналы в земляном русле (обычно с противофильтрационной защитой из бетона, железобетона, асфальта, синтетических материалов) или лотковые каналы. К открытым относятся и рисовые системы, вся площадь которых разбита земляными валиками на карты, а карты на более мелкие участки - чеки (4-10 га). Закрытые О. с. - стационарные, полустационарные и передвижные; каналы в них заменены трубопроводами (обычно подземными). В стационарных системах все звенья стационарные. Техника полива - дождевание (дальнеструйные или среднеструйные дождевальные аппараты, которые закрепляют на поливных трубопроводах). При орошении долголетних культурных пастбищ О. с. может состоять из насосной станции на реке или буровой скважины и дождевальной установки, например типа «Фрегат». Полустационарные О. с. обычно имеют постоянные распределительные и разборные поливные трубопроводы, к которым подсоединяют поливные шланги или дождевальные крылья. В передвижных системах все трубопроводы разборные. Закрытые О. с. обеспечивают высокий кпд системы (отношение расхода воды, поданного на орошаемую территорию, к расходу, забираемому из источника орошения); не ухудшают мелиоративного состояния орошаемого массива, дают возможность экономно расходовать воду, обеспечивают высокий коэффициент земельного использования и использования машин и механизмов на полях, позволяют легко автоматизировать распределение воды по участкам (программное управление), в том числе со сложным рельефом. В то же время закрытые О. с. характеризуются высокой стоимостью строительства, большими эксплуатационными затратами и более сложной эксплуатацией.

Крупные комбинированные О. с. состоят обычно из открытых магистрального канала и межхозяйственных распределителей, чаще с бетонированными руслами и трубчатой внутрихозяйственной оросительной сетью; техника полива различная (дождевание, по бороздам и т.п.). Примером комбинированной системы является Верхнесамгорская в Грузии (площадь орошения 100 тыс. га). Кроме О. с. регулярного орошения, существуют системы лиманного орошения и оросительно-обводнительные (обводнительно-оросительные; см. Обводнение). Конструкцию О. с. устанавливают на основании технико-экономические сопоставления вариантов для конкретных условий проектирования. Эксплуатацию межхозяйственных систем в СССР осуществляют бассейновые, областные районные управления их и управления межрайонных каналов, а внутрихозяйственных систем - гидроотделы совхозов и ирригационные секторы колхозов.

Славилась уже в глубочайшей древности сельскохозяйственным прогрессом, достигнутым при помощи систематического орошения. С незапамятных времён существуют образцы оросительных сооружений в странах древнейшей культуры: в Китае , Индии и Египте , а в Новом свете - в областях исчезнувшего царства ацтеков . Египтяне не довольствовались периодическими разливами Нила для оплодотворения своих полей; а провели его воды, с помощью разветвлённой системы каналов, по всей своей плодородной области до края пустыни. Впоследствии перешли здесь к водочерпательным колёсам , поднимавшим воду на высоту .

В Европе древнейшими мастерами по части орошения являются этруски . Громадные остатки каналов между Адиджем и По свидетельствуют ещё в настоящее время об исполинских сооружениях, исполненных этим народом исключительно для обводнения полей. Своё искусство они передали римлянам . Последние высоко ценили воду, и ещё в настоящее время поражают их гидротехнические сооружения: возвышенные бассейны, водопроводные каналы, искусственные пруды и озёра, великолепная отделка источников и другие совершенные устройства для доставления хорошей воды .

Самым широким образом оросительные сооружения развились в Ломбардии . Сеть оросительных каналов в этой области, развиваемая и совершенствуемая со времён римлян, охватывала к началу XX века площадь до 450 000 гектаров . Главные каналы этой сети, в состав которых вошли и древние искусственные водотоки, построены были в начале средних веков частью монахами, частью городами Миланом , Кремоной и другими под владычеством Висконти , Сфорца , Паллавичино , а в области Мантуи династией Гонзага . Древнейший канал построен в 1057 году . Уже в 1216 году в Милане появляется собрание постановлений о пользовании водой, которые впоследствии были усовершенствованы и послужили основанием законодательства об орошении 1747 года . В XI веке монахи владели более чем 8 000 гектаров орошаемых лугов и продавали излишек своей воды. Для определения её количества пользовались особыми водомерами , в которых вода пропускалась через определённое отверстие (0,029 м²), при постоянном напоре (0,10 м). В минуту через такое отверстие протекает 2,1835 м³, что называется миланской унцией. Впоследствии вместо водяной унции стали пользоваться для измерения расхода другими устройствами и приборами, называемыми со времен Солдати, первого изобретателя такого прибора в XVI веке , модулями .

Основные сведения [ | ]

Насосная станция для забора воды на оросительные нужды

Оросительный канал

Оросительные трубопроводы

Передвижная установка для орошения

Орошение относится к гидромелиорации, которая представляет собой ряд мер, направленных на долговременное улучшение водного режима почвы с целью повышения её урожайности. Гидромелиорация осуществляется путём строительства инженерных гидротехнических сооружений , с помощью которых осуществляется просчитанное изменение или регулирование водного режима территории. Если орошение требуется осуществлять в местности бедной водными запасами, то предварительно следует провести обводнение территории, так как постоянная транспортировка требуемых для орошения объёмов воды была бы чрезвычайно неэффективной и дорогостоящей. С помощью же обводнения обеспечивается поступление воды естественным ходом, что позволяет её использовать в дальнейшем непосредственно в оросительных системах.

Эффективным является использование орошения вместе с другими видами мелиорации, например, с агролесомелиорацией, которая включает в себя создания защитных лесополос и участков. При этом возможно достичь не только улучшения почвенных условий, но и изменения в лучшую сторону микроклиматических условий, когда улучшается местный влагооборот в целом . В засушливых регионах только увлажнения почвы может быть недостаточно, так как при действии сухих ветров испарение с поверхности растений усиливается, и скорость подпитки из корневой системы может оказаться недостаточной, что приводит к увяданию. Также можно отметить такие виды мелиорации как опреснительные мелиорации, которые заключаются в выведении из почвы вредных солей, и тепловые мелиорации, когда полив культур производится тёплой водой.

В целом, орошение применяется в самых различных участках по климатическим условиям. Очевидно, что наибольшая нужда в орошении наблюдается в регионах с жарким сухим климатом (аридный климат), характеризующихся малым количеством осадков (200-300 мм в год). Показатель увлажнения (отношение годовой суммы осадков к потенциальной испаряемости) меньше 0,33, а дефицит испаряемости (разница между возможной испаряемостью за вегетационный период и продуктивно используемыми осадками) превышает 5000 кубических метров на гектар. В России к подобным землям можно отнести территорию Астраханской области . Данный климат типичен для государств Средней Азии , где основной культурой, выращиваемой с помощью орошения является хлопчатник .

Также орошение весьма эффективно в субаридных областях. Для них показатель увлажнения составляет меньше 0,77, а дефицит испаряемости - 2000-5000 м³ на гектар. Климат в таких областях более благоприятный, чем в зонах аридного климата, однако раз в несколько лет здесь случаются засушливые периоды, что может наносить большой ущерб сельскому хозяйству. Орошение здесь играет несколько иную роль, служит не столько для создания возможности произрастания, сколько для выравнивания колебаний объёма получаемой продукции по годам и более эффективного использования земель с возможностью снимать урожай несколько раз в год. Определяющими культурами являются кормовые и зерновые .

В зависимости от местной ситуации возможны разные способы проведения орошений. Во-первых, может орошаться как целиком вся площадь угодий, что характерно для засушливого климата, так и отдельные участки определённых культур, что свойственно для более влажных климатических районов. Во-вторых, орошение может осуществляться единожды за год (так называемое лиманное орошение), при котором в почве создаётся необходимый запас воды, используемый растениями в течение года, или же орошение может производиться постоянно .

Режим орошения [ | ]

В задачу орошения входит определение необходимого количества воды, требуемого для проведения оросительных работ с максимальной эффективностью. Для этого учитывают как местные климатические условия, так и вид орошаемых растений и требуемые ему условия для максимального произрастания и количества воды в разные периоды роста. Следует знать фазы развития той или иной культуры и обеспечивать требуемые условия для каждой из фаз. Можно выделить следующие фазы роста: прорастание, кущение, цветение и созревание. Наиболее водозатратной для злаковых культур является фаза кущения, тогда как, например, для хлопчатника - фаза цветения.

Различают поливную норму - количество воды, требуемое сельскохозяйственной культуре на один полив, и оросительную норму - весь объём воды на период орошения. Коэффициентом водопотребления называют количество воды, израсходованное растениями, на единицу урожая .

Оросительные системы [ | ]

Оросительные системы в общем случае состоят из нескольких компонентов :

• Водоисточник - река, пруд, водохранилище, скважина, обеспечивающие требуемый объём воды
• Водозаборное сооружение - регулирует забор воды в систему
• Сеть линейных водопроводящих устройств - каналы, лотки, трубопроводы
• Поливная сеть и устройства - непосредственно поливные полосы, борозды, чеки, ярусы, поливальные машины и устройства
• Водосборно-сбросная сеть - для сбора и отвода поверхностного стока с участка
• Дренажная сеть - для регуляции уровня подземных вод и отвода солей
• Вспомогательные сооружения - для регулирования напора, расхода и объёма воды, очистные сооружения и пр.
• Инфраструктура - дороги, лесополосы, сооружения энергоснабжения, производственные и жилые здания, пруды-накопители и пр.

Соответственно, можно выделить несколько типов оросительных систем в зависимости от применяемых компонентов. Например, если в качестве водозаборного сооружения используются насосные станции, то система является с механическим водоподъёмом, в отличие от самотечной системы. По типу открытости можно различить системы открытые, где используются каналы и лотки и закрытые, где используются трубопроводы. Также системы различаются по способу полива: поверхностного полива, дождевальные, рисовые, лиманного, капельного или внутрипочвенного орошения.

Почвенная влага [ | ]

Изучение и прогнозирование свойств почвенной влаги является одной из важнейших задач в орошении, так как именно для её регулирования орошение и предназначено. К почвенной влаге относят влагу, содержащуюся в верхнем слое земли в пределах зоны аэрации . Ключевым параметром, характеризующим почвенную влагу, является её подвижность, в зависимости от величины которой почвенную влагу разделяют на кристаллизационную, твёрдую (лёд), парообразную, прочносвязанную, рыхлосвязанную и свободную. Задачей орошения является создание определённой влажности, которая бы обеспечивала максимальный урожай засеиваемой на данном участке сельскохозяйственной культуры. При этом выделяют несколько видов влажности почвы, что позволяет максимально точно рассчитывать её свойства:

• Максимальная гигроскопичность позволяет оценить, сколько влаги может содержать почва прежде чем прекратится процесс впитывания
• Наименьшая влагоёмкость показывает, сколько воды останется в почве, после того как стечёт вся гравитационная вода
• Полная влагоёмкость определяет максимальное количество влаги, способное содержаться в почве
• Влажность завядания - влажность, при которой прекращается процесс усвоения влаги из почвы определённым растением, соответственно, данная характеристика зависит не только от типа почвы, но и от сорта сельскохозяйственной культуры.

Скорость впитывания воды в почву можно определять по формуле :

u = α K t α − 1 {\displaystyle u=\alpha Kt^{\alpha -1}} ,

Проинтегрировав это выражение, можно получить слой впитавшейся влаги за время t {\displaystyle t} :

H = K t α {\displaystyle H=Kt^{\alpha }} .

Для того чтобы не начался процесс ирригационной эрозии, требуется, чтобы вся поступающая влага впитывалась в почву.

Для оценки водоотдающих свойств тех или иных почв можно использовать коэффициент водоотдачи, который равен отношению объёма свободновытекающей из грунта воды к объёму этого грунта, выраженный в процентах. Значения коэффициента водоотдачи составляют от 0,01 для глин до 20 у мелкозернистых песков.

Способы орошения [ | ]

Круговая оросительная установка
на полях ГДР (1967)

К основным способам орошения относится:

• полив по бороздам водой, подаваемой насосом или из оросительного канала;
• разбрызгиванием воды из специально проложенных труб;
• аэрозольное орошение - орошение мельчайшими каплями воды для регулирования температуры и влажности приземного слоя атмосферы;
• подпочвенное (внутрипочвенное) орошение - орошение земель путём подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону;
• лиманное орошение - глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока.
• дождевание - орошение с использованием самоходных и несамоходных систем кругового или фронтального типа.

См. также механизированное орошение .

Орошение в разных странах [ | ]

Негативные экологические последствия [ | ]

При ошибках в организации мелиорации оросительное земледелие может вызывать целую цепь негативных экологических последствий. Главными из них являются:

Вторичное засоление - одно из главных последствий орошения земель в условиях аридного климата . Оно связано с подъемом минерализованных грунтовых вод к земной поверхности. Грунтовые воды, содержащие соли, начинают при этом интенсивно испаряться, в результате чего почва насыщается избыточным количеством солей. Острая экологическая проблема орошаемого земледелия - загрязнение поверхностных и грунтовых вод. Это результат полива угодий и использования воды для почв. Большинство рек, воды которых используются для орошения имеют минерализацию 0,2-0,5 г/л. В настоящее время их минерализация возросла в 10 раз, что привело к росту вторичного засоления. Проблемы засоления почв и вод усугубляются применением минеральных удобрений .

Сведение негативного экологического эффекта к минимуму возможно при правильном планировании и проведении орошения, так как большая часть недостатков не является органически ему присущей .

Технико-экономическое обоснование орошения [ | ]

Экономическая эффективность мероприятий по орошению зависит от того, смогут ли дополнительные доходы, получаемые в результате проведения оросительных мероприятий, превзойти затраты на их осуществление. Соответственно, требуется иметь информацию о том, сколько средств потребуется вложить в строительство мелиоративной системы, представлять получаемый дополнительный объём продукции, а также рассчитать величину расходов, затрачиваемых на само производство сельскохозяйственной продукции.

Следует учитывать, что объём капитальных вложений в оросительные системы включает в себя не только средства на сами эти системы, но также и средства на создание соответствующей инфраструктуры, например, на создание внутрихозяйственной сети дорог, электрификацию, строительство дополнительных зданий для производственных нужд и проживания обслуживающего персонала и пр .

Годовые издержки на производство продукции при введении оросительных систем возрастают. Помимо обычных затрат на удобрения, посев, уборку и транспортировку урожая и т. п. появляются расходы на обслуживание самих оросительных систем, которые могут включать в себя затраты на оплату рабочих, на амортизацию оборудования , на дополнительные земляные работы (например, очистку каналов, нарезку временных оросительных сетей), на поливы.

В связи с этим перед введением систем орошения требуется тщательный анализ, сопровождающийся экономическими расчётами и технико-экономическим сравнением нескольких вариантов . Для этого могут потребоваться данные о видах и площадях предполагаемых к орошению земель, оценка их мелиоративного состояния, геодезические работы по съёмке местности, с целью составления топографических планов и профилей угодий, данные о физико-химическом составе почв, геологические данные о грунтовых основаниях и уровне подземных вод.

Создание крупномасштабных оросительных систем требует участия специализированных проектных институтов и научной поддержки ввиду как значительных затрат, так и возможного кардинального влияния на природу и население региона. Извлечь максимальную выгоду из внедрения мелиорации возможно при общем развитии сельскохозяйственной отрасли, когда происходит внедрение современной сельхозтехники, создаются профессиональные кадры работников, а также развивается социальная сфера на селе .

Нормативно-техническое обеспечение орошения в Российской Федерации [ | ]

В настоящее время работы по строительству, эксплуатации и содержанию оросительных систем регулируются сводом строительных норм и правил (СНиП) с сопутствующими нормативно-методическими документами (ведомственные строительные нормы (ВСН), пособия к СНиП, методические указания, большая часть которых сохранилась со времён государственного регулирования вопросов мелиорации. Стоит задача по созданию новых норм, отвечающих как современным требованиям и ситуации, так и находящихся в соответствии с требованиями Международных ассоциаций по стандартизации (ИСО). Однако появление в ближайшее время единого технического российского регламента по мелиорации в ближайшее время маловероятно. В настоящее время ведутся работы по разработке научно-методической основы для создания национальных стандартов, которые бы регулировали мероприятия по орошению, как составной части мелиорации в целом

Ирригационная система Египта.

Сочетание благоприятных географических особенностей способствовало успеху древнеегипетской культуры. Главную роль в хозяйственной жизни страны играл Нил. После его разливов на полях оставался ил, который, смешиваясь с почвой, давал прекрасный урожай. Древние египтяне, таким образом, могли произвести изобилие пищи, что позволяло населению уделять больше времени для культурной, технологической и художественной деятельности. Основу экономики Древнего Египта составляли земледелие и ремесла.

Рис.2. Наскальная гравюра эпохи древнего царства. Обработка камня

Египтяне научились строить вдоль берегов реки плотины, в которых делали специальные отверстия с отводами воды на поля. Большой прогресс в развитии ирригационной системы и оросительных работ произошел в эпоху Среднего царства. Площадь орошаемых земель заметно увеличилась, что сразу же повлияло на количество собираемого урожая. Наивысшего подъема земледелие достигло в период Нового царства. На развитие земледельческого хозяйства указывает и наличие различных видов хлебных злаков. Так, в надписях этого времени упоминаются особые виды верхнеегипетского и нижнеегипетского ячменя. Наряду с зерновым хозяйством получало всё большее развитие огородничество и плодоводство. Распространяются виноградарство и льноводство. Некоторое значение имело и оливководство, которое давало возможность изготовлять растительное масло из плодов местного оливкового дерева.

Внешнеполитические достижения фараонов времени Древнего царства основывались на хозяйственных успехах управляемой страны. Основой древнеегипетской экономики оставались высокопродуктивное поливное земледелие и разнообразные ремесла; труд мастеров-ремесленников давал поистине замечательные результаты.

Рис. 3. Обработка земли в древнем царстве

Техническая база сельского хозяйства изменилась мало. Медные и деревянные орудия труда, мотыги и примитивная соха, оросительные каналы и обводные валы, регулирующие орошение полей при нильских разливах, определяли техническую вооруженность египетского земледелия и в пору Древнего царства. Однако новые приемы организации в централизованных царских хозяйствах определили значительные успехи в главной отрасли хозяйства - земледелии, основывающейся на культуре ячменя и в меньшей степени - пшеницы.

Первые земледельцы появились в долине Нила в конце каменного века-около 7000 лет назад. Они пришли в долину из близлежащих степей, которые стали высыхать, превращаясь в пустыню. Долина Нила узкая: всего несколько километров в сторону от берега реки, а дальше – бесплодная пустыня. Дождей там почти не бывало. Только на севере, у моря, долина расширяется и приобретает форму треугольника. Первые жители нильской долины вынуждены были строить дамбы и каналы, чтобы их поля весь год получали воду. Ежегодно эти сооружения приходилось чинить. Это вынуждало земледельцев объединиться в мелкие княжества - сепы, которые, как бусины на нитке, тянулись вдоль Нила с юга на север. Вся жизнь египтян зависела от Реки.

Предки современных египтян выращивали финиковые пальмы, ячмень, пшеницу, виноград и лен, из которого они ткали полотно. Ткани тогда были очень дорогие. Бедняки носили лишь набедренную повязку или короткую рубаху без пояса; только самые знатные люди имели длинные платья, подпоясанные украшенные вышивкой. В связи с развитием монументальной архитектуры, символизирующей величине фараоновского Египта, большое значение приобрели добыча и обработка разных пород камня. Из камня делали самые разнообразные предметы, в частности сосуды. На каменных стенах гробниц камнетесы искусно выбивали рельефные изображения и иероглифические надписи. Для добычи и обработки камня пользовались различными орудиями, в частности заостренными каменными молотами и тяжелыми кувалдами.

Рис.4. Постройка пирамид. Подъем камня на определенный уровень пирамиды

Больших успехов достигли египтяне в строительном деле. Египетские постройки из крупных каменных плит прекрасно сохранились до наших дней. Знаменитые пирамиды 4 династии покрывались роскошной каменной облицовкой. Об искусстве обработки дерева свидетельствует техника кораблестроения. Основой основ экономической жизни древних египтян всегда было сельскохозяйственное производство, прежде всего, хорошо поставленное ирригационное земледелие. Эффективность, которого оставалась высокой даже в периоды политического упадка государства. Ирригационное земледелие преобладало в Верхнем Египте. Плодородные земли, которого использовались главным образом для развития зернового хозяйства, земли же Дельты, отвоеванные у болот, больше годились, как пастбища. Объединение страны в единое государство способствовало строительству и эксплуатации ирригационной сети, создавать которую население начало еще в додинастический сутки, а завершило уже в эпоху Среднего Царства.

Рис. 5 Изготовление кирпича

Древние египтяне построили оригинальную ирригационную систему, не похожую на месопотамскую. Если в долине рек-близнецов система каналов и дамб должна прежде дренажное назначения, то в долине Нила проста и надежна бассейновая система ирригации, призвана как можно дольше, в течение всего посевного периода, задержать воду на полях. Систему искусственного орошения земли можно было только всем миром, согласованными усилиями всех номов, что очень повлияло на политическую организацию древнеегипетского общества. Строить именно Бассейновый систему ирригации египтян побудил рельеф Нильской долины. Дело в том, что на высоких берегах Нила ил во время паводка откладывался более толстым слоем, чем в долине, поэтому египтяне разделили ее продольными и поперечными плотинами, и дамбами на большие и меньшие бассейны, через что она внешне стала похожа на гигантскую шахматную доску.

Рис. 6. Корабли Древнего Египта

Накануне разлива Нила, или когда вода уже начинала прибывать, крестьяне прорывали сквозь высокие нильские берега (их они еще и искусственно наращивали) короткие каналы, по которым пускали воду в бассейны, откуда ее потом распределяли на поля с помощью небольших земляных валов. Когда ил оседал, паводковую воду отводили назад, в реку. Вода заодно промывала грунт, оберегая его от засолки Нильский ил, который оставался на полях, сохранял влагу в течение двух месяцев, однако этого времени вполне хватало для предсказания образования и созревания зерновых культур (нильский ил был настоящим питательным бульоном для растений, он давал быстрые всходы).

Бассейновая система ирригации в Египте оказалась значительно эффективнее, чем дренажная - в Месопотамии. Она оказывала меньшее давление на природу и обеспечивала стабильную экологическую обстановку в стране. Вода в Нильской долине стояла в каналах только во время наводнения, в течение 6-9 недель, остальное время они оставались сухими, по каналам же в Месопотамии приходилось наблюдать на протяжении целого года. Просуществовала эта система ирригации в Египте до середины XIX в, пока ее не разрушила Асуанская плотина. Сейчас она отчасти сохранилась лишь в Верхнем Египте.

Рис. 7. Древнеегипетский корабль

В IV тыс. до н е египтяне изобрели ниломир. Он помогал земледельцам прогнозировать не только время разлива Нила, но и размер паводка. Существовало три типа ниломиру: прибрежные скалы, на которых обозначали уровень паводковой воды, каменные ступеньки к реке, которые использовались с этой целью, и Шахта с колонной посередине. Третий тип Ниломиру был совершенным. Шахта, в которую вели ступеньки, была соединена с Нилом специальным каналом и действовала по физическим законам сообщающихся сосудов: уровень воды в ней (его регулярно обозначали на колонне или стене шахты) был такой же, как и в Ниле.

Рис. 8. Наскальная живопись эпохи Древнего царства

Система искусственного полива земли обеспечивала высокий валовой сбор зерновых в стране. По подсчетам египтологов, одна семья земледельцев могла прокормить из египетских почв еще три семьи. Сельскохозяйственный год начинался в Египте в августе сокрытия заблаговременно построенных плотин, чтобы спасти поля и каналы от затопления. В ноябре, когда наводнение спадала, египтяне приступали к посеву с зерновых и посадки огородных культур. Из зерновых они выращивали преимущественно пшеницу-эммер (вид полбы), ячмень и сорго. Из огородных - чеснок, огурцы и т.д., из технических - лен, из волокон которого ткачи произведут ли полупрозрачную ткань, значительно тоньше современный шелк или капрон. Пора жатвы наступала в марте – апреле. В южных номах на месяц раньше, чем в северных.

Рис. 9. Наскальная живопись. Дары для фараона

Государственным характером хозяйства определялось и положение крестьянина. Он жил своим домом со своей семьей и вел свое хозяйство, но даже быков для обработки земли он получал от государства на время. От государства он получал и зерно для посева. Зато и урожай фактически находился в распоряжении государства: крестьянину оставляли столько, сколько было необходимо для жизни его семьи, а остальное шло на государственные склады. В Египте регулярно проводились переписи населения и хозяйства - в основном для раскладки трудовой повинности. Каждый крестьянин должен был определенную часть года отработать на государственных работах - на полях фараона и храмов, на строительстве оросительных систем, пирамид и храмов.

Древние египтяне занимались торговлей с соседними странами, откуда привозили минералы, соль, растения, дерево, кожи, птиц, в частности голубей. Постепенно египетская торговля стала проникать и в более далёкие страны. За последнее время раскопки в Палестине и в Сирии дают возможность утверждать, что некоторые города в этих странах превратились в передовые пункты египетской торговли и вообще экономического и культурного влияния. Таков был древний Гезер, расположенный к северо-западу от Иерусалима. В развалинах Гезера сохранились египетские статуи из песчаника и гранита, а также различные изделия из слоновой кости и других материалов, очевидно, привезённые в Палестину из Египта. Весь этот археологический слой Гезера может быть отнесён к началу второго тысячелетия до н. э., т. е. ко времени царствования фараонов XII династии. Возможно, что жители Гезера вели торговлю с Египтом, что в этом палестинском городе жили египтяне и что здесь были построены здания в египетском стиле, может быть египетский храм.

Рис. 10. Наскальная живопись. Разные виды земледелия

На это указывают сохранившиеся здесь камни от построек с остатками иероглифической надписи. Таков был, например, в Сирии город Библ, в развалинах которого были обнаружены многочисленные египетские изделия, относящиеся, судя по надписям, ко времени Среднего Царства. Здесь найден роскошный обсидиановый сосуд с золотой надписью, содержащий имя фараона Аменемхета III, и драгоценные сосуды с именами Аменемхета IV. Египетские предметы, как, например, сфинкс с именем дочери царя Аменемхета II, были найдены и в другом сирийском городе, в Катне. Наконец, египетские памятники времени Среднего Царства, в частности статуэтки царевны Хнумит, обломки сфинксов с именами Аменемхета III и скульптурная группа с именем «начальника города, везира, судьи Сенусерта-анх», были найдены во время раскопок в Рас-Шамра. В Северной Сирии, в развалинах столицы царства Угарит, что указывает на проникновение египетской торговли вплоть до областей Северной Сирии.

Рис. 11. Египетские боги. Наскальная живопись эпохи Древнего царства

Укрепляются торговые связи Египта с отдельными областями Сирии, откуда египтяне привозят продукты сельского хозяйства - зерно, вино, мёд, а также скот. Из областей Ливана египтяне в большом количестве привозят строевой лес. Египетская торговля проникала и далее на северо-восток, в области Месопотамии. Из государства Митанни, расположенного в северо-западной части Двуречья, египтяне получали бронзу, лазурит, ткани, одежды, масло, колесницы, лошадей и рабов. Аналогичные товары, а также серебро и ценные изделия из дерева, украшенные золотом и слоновой костью, египтяне получали из Вавилона. Устанавливаются торговые отношения между Египтом и Ассирией. Согласно письменным источникам, египтяне получали из Ассирии колесницы, лошадей и лазурит. При раскопках ассирийских погребений XIV-XIII вв. до н. э. в Мари были найдены египетские скарабеи Нового Царства, что указывает на проникновение египетских изделий в эту эпоху в Ассирию. В обмен на все эти товары египтяне отправляли в Переднюю Азию главным образом золото в слитках или в изделиях, слоновую кость, изделия из дерева, украшенные золотом, слоновой костью и лазуритом, ткани и одежды, т. е. главным образом драгоценные металлы и ремесленные изделия. Одновременно с этим расширяются торговые связи Египта с эгейскими племенами, населявшими острова Эгейского моря, а также области материковой Греции. На проникновение египетских изделий в район Эгейского моря указывают скарабеи и обломки глазурованных глиняных сосудов с именем Аменхотепа III (1455-1424 гг. до н. э.), найденные в Микенах. Большое количество изделий египетского ремесла было обнаружено в развалинах Кносского дворца на Крите, а также на Родосе и на Кипре.

Судя по найденным вещам, египтяне вывозили в район Эгейского моря золото, каменные сосуды, слоновую кость, произведения художественного ремесла, в частности изделия из фаянса. Эгейские предметы были обнаружены также в Египте вплоть до самой Нубии. На стенах египетских гробниц этого времени довольно часто изображались эгейские торговцы и данники, несущие на плечах разнообразные товары эгейского происхождения. Эгейское искусство в эту эпоху оказывает некоторое влияние на развитие египетского искусства. Всё это указывает на укрепление торговых и культурных связей между Египтом и странами Эгейского моря.

Рис. 12. Преподнесения фараону. Наскальная живопись.

Рис. 13. Отрывок из древнего сказания. Наскальная живопись

У египтян было много разных животных, часть их которых они приручили первыми, например: гуся, утку, антилопу, а также сокола. Верблюдов в древности не было; в то время они водились только в Аравии. Лошадь попала в Египет поздно. Лошадей запрягали тогда в легкие колесницы; ни ездить верхом, ни пахать на них землю египтяне не умели. Развитие земледелия, ранее создание государства, а также войска, чиновничества, городов послужило быстрому выделению из сельского хозяйства ремесла как самостоятельной отрасли. Уделяли внимание египтяне также садоводству и виноградарству, прежде выращиванию финиковой пальмы, хотя ее хозяйственная роль.

Рис. 14. Обработка земли. Наскальная живопись

Рис. 15. Отправка корабля. Наскальная живопись

Залежи медной руды еще в раннюю эпоху привлекли внимание египтян к Синайскому полуострову, и добыча меди в большом количестве на синайских рудниках стала процветающей отраслью древнеегипетского хозяйства. Добывали на Синае и бирюзу. Золото и в меньшем количестве серебро египтяне получали из юго-восточной пустыни и Нубии. Своего железа Египет не знал, и оно почти не применялось в производстве и обиходе. В Египте было обнаружено несколько кусков метеоритного железа, некоторые изделия из этого металла были привезены сюда из других стран. В гробнице Тутанхамона найден изящный железный кинжал с золотой рукояткой. Грузы разнообразных иноземных товаров доставлялись в Египет из Западной Азии, с Кипра, Крита, из верховьев Нила и с восточного побережья Африки. Специальные экспедиции отправляли по Красному морю к берегам современного Сомали для покупки предметов роскоши и благовоний (ладана, мирры), необходимых для богослужений.

В Египте рано стала развиваться металлургия. Выплавлялись медь и свинец. Свинец добывался около Ассуана и на берегу Красного моря, медь - на Синайском полуострове и в Восточной пустыне, золото - в Нубии и Восточной пустыне. Появление металлургического производства дало толчок для производства сначала медных, позже бронзовых и железных изделий, предназначенных для сельского хозяйства, строительства, для домашнего быта. Из драгоценных металлов производились великолепные ювелирные изделия, являющиеся и сегодня сокровищами крупнейших музеев мира.

Рис. 16. Поклонения фараону. Наскальная живопись

Ювелирное производство достигло высокого уровня. Наиболее быстро стали развиваться ремесла. Появились новые способы обработки золота: плетение золотых нитей, изготовление золотых цепочек, ковка. Древнеегипетские ювелирные и культовые изделия из драгоценных металлов украшают крупнейшие музеи мира. В Египте впервые была разработана технология изготовления материала для письма - папируса. Для этих целей с начала III тысячелетия до нашей эры использовалось травянистое растение папирус, стебли которого разрезались на полоски и накладывались друг на друга. Перекрещенные слои сдавливались под прессом, а затем высушивались. Как писчий материал папирус использовался на Ближнем Востоке и в Европе даже в Средние века.

Развитое скотоводство обеспечивало сырьем кожевенное производство. Кожа широко применялась в быту (обувь, упряжь, тара для вина, воды, сыпучих материалов). В военном снаряжении (панцири, колчаны, шлемы), как писчий материал, напоминавший пергамент.

Рис. 17. Изображены различные виды земледелия Древнего Египта. Наскальные изображения

На шахтах и рудниках работали в основном пленные иноземцы. На этих и других общественных работах, требовавших приложения больших физических сил, нередко использовались подразделения египетских войск. Существовало и рабство, но о положении и правах рабов сохранилось мало сведений.

Рис. 18. Одна из частей ирригационной системы. Шадуф эпохи древнего царства

Основным богатством египтян считались скот и домашняя птица, однако культура их животноводства и птицеводства была крайне примитивной. Об этом свидетельствует тот факт, что на протяжении длительного времени египтяне на мясо пытались приручить антилоп, газелей, гиен, журавлей, пеликанов, лебедей и т.д. С домашней птицы им больше понравились гуси и утки, хотя держали они и кур, которых называли («птицами, которые рожают каждый день»). Знали египтяне и пчеловодство, причем, скорее всего, именно они и изобрели. Вспомогательную роль в их хозяйстве играли издавна охота и рыболовство Характерно, что в эпоху Древнего Царства египтяне использовали в охоте собак.

Сельскохозяйственное производство развивалось в Древнем Египте на протяжении всей его истории исключительно экстенсивным путем (валовой сельскохозяйственный продукт рос благодаря расширению посевных площадей, а не повышения урожайности) и полностью зависело от состояния ирригационного строительства в стране.

«С появлением медных орудий, со вступлением в эпоху энеолита (медно-каменный век), люди начинают решительное наступление на Нильскую долину». Неприветливо должна была встретить первых людей пойма Нила: непроходимые заросли вдоль берегов, обширные болота низменной Дельты, тучи насекомых, хищные звери и ядовитые змеи окрестных пустынь, множество крокодилов и бегемотов в реке и, наконец, сама необузданная река, в период паводка могучим потоком сметающая все на своем пути. Неудивительно поэтому, что впервые люди поселились в самой долине только на стадии неолита, имея уже довольно совершенные каменные орудия и разнообразные производственные навыки, да и пришли они сюда под давлением внешних условий.

В эпоху развитого неолита египтяне научились выращивать зерновые культуры - ячмень и пшеницу-эммер, которые служили для приготовления их основной пищи на протяжении всей древнеегипетской истории вплоть до греко-римского периода. Покрытая болотами и озерами дельта в целом была освоена позднее долины Нила, но земледельцы и рыбаки ее южных окраин раньше перешли к оседлости, чем население юга Верхнего Египта. Их поля были расположены главным образом на островах. Ранняя оседлость населения позволяет предположить, что ирригационные работы были освоены именно здесь.

«В течение тысячелетий Нил создал своими наносами более высокие по сравнению с уровнем самой долины берега, поэтому существовал естественный уклон от берега к краям долины, и вода после паводка не спадала сразу и распространялась по ней самотеком». Чтобы обуздать реку, сделать поток воды в период наводнения управляемым, люди укрепляли берега, возводили береговые дамбы, насыпали поперечные плотины от берегов реки до предгорий, чтобы задержать воду на полях до тех пор, пока достаточно не насытится влагой почва, а находящийся в воде во взвешенном состоянии ил не осядет на поля. Много сил потребовало и прорытие водоотводных каналов, через которые сбрасывалась в Нил перед посевом оставшаяся на полях вода. «Каждый коллектив людей, каждое племя, осмелившиеся спуститься в долину Нила и поселиться в ней на немногих возвышенных и недоступных наводнению местах, немедленно вступали в героическое единоборство с природой». «Приобретенный опыт и навыки, целенаправленная организация, упорный труд всего племени в конце концов приносили успех - осваивалась малая часть долины, создавалась небольшая автономная ирригационная система, основа хозяйственной жизни коллектива, соорудившего ее».

Вероятно, уже в процессе борьбы за создание ирригационной системы происходили серьезные изменения в общественной жизни родо-племенной общины, связанные с резким изменением условий жизни, труда и организации производства в специфических условиях Нильской долины. О происходивших событиях мы не имеем почти никаких данных и вынуждены реконструировать. По всей вероятности, в это время существовала соседская земельная община. Претерпевали изменения и традиционные функции племенных вождей и жрецов - на них возлагалась ответственность за организацию сложного ирригационного хозяйства и управление им; таким образом, в руках вождей и их ближайшего окружения концентрировались экономические рычаги управления. Это с неизбежностью должно было повлечь за собой начало имущественного расслоения.

Так в первой половине IV тысячелетия до н.э. в древнем Египте создается бассейновая система орошения, ставшая основой ирригационного хозяйства страны на многие тысячелетия, вплоть до первой половины нашего века. Древняя система орошения была тесно связана с водным режимом Нила и обеспечивала выращивание одного урожая в год, который в тамошних условиях созревал зимой (посев начинался только в ноябре, после паводка) и собирался ранней весной. Обильные и устойчивые урожаи обеспечивались тем, что во время разлива египетская почва ежегодно восстанавливала свое плодородие, обогащаясь новыми отложениями ила, который под воздействием солнечного тепла имел способность выделять соединения азота и фосфора, столь необходимые для будущего урожая. Следовательно, египтянам не надо было заботиться об искусственном поддержании плодородия почвы, которая не нуждалась в дополнительных минеральных или органических удобрениях. «Еще важнее то, что ежегодные разливы Нила препятствовали засолению почв, которое было бедствием для Месопотамии». Поэтому в Египте плодородие земли не падало на протяжении тысячелетий. Процесс обуздания реки, приспособления ее к нуждам людей был длительным и охватил, по-видимому, целиком все IV тысячелетие до н. э..

«Дожди в Египте почти не выпадают. Нил является единственным источником влаги». Поэтому уже несколько тысячелетий не забывается меткое выражение «Египет является даром реки Нил». Возвышение древнеегипетской цивилизации, в большой степени, было результатом её способности адаптироваться к условиям речной долины и дельты Нила. Регулярные ежегодные разливы, удобряющие почву плодородным илом и организация ирригационной системы земледелия, позволяли производить зерновые культуры в избыточном количестве, обеспечивавшем социальное и культурное развитие.

«Основой экономики Египта в этот период было сельское хозяйство.

Своеобразие истории древнейшего Египта состояло в том, что здесь в силу природных условий страны даже при тогдашнем уровне развития техники оказался возможным огромный рост производительности земледелия». Экономически господствовавшая группа нуждалась в создании средств для сохранения сложившегося в ее пользу положения в обществе, и такие средства политического господства над подавляющим большинством членов общины, видимо, создавались уже в это время, что, естественно, с самого начала должно было налагать определенный отпечаток на характер самой общины. Так в условиях создания ирригационных систем возникает своеобразная общность людей в рамках локального ирригационного хозяйства, которой присущи как черты соседской земельной общины, так и черты первичного государственного образования. По традиции мы называем такие общественные организации греческим термином ном.

Каждый самостоятельный ном располагал территорией, которая была ограничена местной ирригационной системой, и представлял собой единое хозяйственное целое, имея свой административный центр - окруженный стенами город, место пребывания правителя нома и его приближенных; там же находился и храм местного божества.

Силами отдельных номов, да и более крупных объединений было чрезвычайно трудно поддерживать на должном уровне все ирригационное хозяйство страны, состоявшее из небольших, не связанных или слабо связанных друг с другом оросительных систем. «Слияние нескольких номов, а затем и всего Египта в единое целое (достигнутое в результате длительных, кровопролитных войн) позволяло совершенствовать оросительные системы, постоянно и организованно их ремонтировать, расширять каналы и укреплять дамбы, совместно бороться за освоение заболоченной Дельты и в целом рационально использовать воды Нила». Совершенно необходимые для дальнейшего развития Египта, эти мероприятия было возможно осуществить только общими усилиями всей страны после создания единого централизованного административного управления. Сама природа как бы позаботилась о том, чтобы Верхний и Нижний Египет экономически дополняли друг друга. В то время как узкая верхнеегипетская долина почти сплошь использовалась под пашню, а угодья для выгона скота здесь были весьма ограниченны, в просторной Дельте большие пространства земли, отвоеванные у болот, можно было использовать также и как пастбища. Недаром существовала засвидетельствованная позже практика доставки в определенное время года верхнеегипетского скота на пастбища Нижнего Египта, ставшего центром египетского скотоводства. Здесь же, на Севере, была расположена большая часть египетских садов и виноградников.

«Так к концу IV тысячелетия до н.э. завершился наконец продолжительный так называемый додинастический период египетской истории, длившийся от времени появления первых земледельческих культур близ Нильской долины вплоть до достижения страной государственного единства». Именно в додинастический период был заложен фундамент государства, экономической основой которого стала ирригационная система земледелия в масштабах всей долины. К концу додинастического периода относится и возникновение египетской письменности, по-видимому первоначально вызванной к жизни хозяйственными потребностями нарождавшегося государства. С этого времени начинается история династического Египта.

«Ко времени раннего царства в основном было завершено сооружение бассейновой оросительной системы в долине Нила - ее плодородные земли стали использовать под пашни». Продолжался процесс освоения и осушения в значительной степени еще более заболоченной дельты, покрытой богатыми луговыми пастбищами для скота; в ее западных и восточных областях были разбиты многочисленные виноградники, сады и огороды, в центральных областях начали сеять зерновые культуры. Земледельческие орудия в период Раннего царства были такими же, как в Древнем царстве, хотя частично в то время они были, возможно, менее совершенными. Плуг первобытного вида изображают нам письмена-рисунки времени II династии. Мотыга показана на памятнике одного из додинастических царей. Деревянные серпы со вставными лезвиями из кусочков кремня были найдены десятками в одной из гробниц середины I династии. Помол зерна, как и позднее, производился вручную: грубые зернотерки (два камня, между которыми растирали зерно) дошли до нас от времени той же династии. «Разведение льна в период раннего царства доказано тем, что в могилах были найдены полотна и льняные веревки». При этом некоторые полотна - очень высокого качества, что говорит об искусном пользовании ткацким станком, о большом опыте в ткацком деле, а следовательно, и о развитом льноводстве. Большинство хлебных растений времени Древнего царства, если только не все, были уже известны египтянам и в период Раннего царства. «То же можно сказать о виноградной лозе, финиковой пальме, смоковнице и др. Вряд ли много новых видов было и среди овощей (корнеплоды, лук, чеснок, огурцы, салат и т.д.)». Льноводство было широко развито и до Древнего царства.

На цветущее состояние виноградарства при I и II династиях указывают бесчисленные винные сосуды, найденные в цельном виде или в обломках. Судя по печатям на глиняных пробках сосудов, местом процветания виноградарства, как и в позднейшие времена, был Нижний Египет.

Верхний Египет - узкая долина реки в южной части страны - и Нижний Египет, главную часть которого составляла расширяющаяся к северу часть этой долины, так называемая Дельта, многорукавная, близкая к морю и потому переполненная влагой и заболоченная, были освоены неодинаково. Уже при I династии Верхний Египет в письменности обозначался иероглифом, изображавшим растение, произрастающее на полоске земли. Нижний Египет - страна болотных зарослей - обозначался кустом папируса.

Объединение страны в двуединое государство "Нижнего и Верхнего Египта" произошло лишь в конце II династии. Слияние хозяйства Нижнего и Верхнего Египта в масштабах всей страны сыграло настолько большую прогрессивную роль в развитии сельского хозяйства, что позволило во времена Древнего царства вести грандиозное строительство великих пирамид. «Ирригационное земледелие стало основой древнеегипетского хозяйства. Объединение страны в одно целое было необходимо для поддержания в порядке, а также для расширения и усовершенствования огромного ирригационного хозяйства страны».

Создание ирригационной системы потребовало не только огромного труда и навыков в работе, но и большого развития знаний в области астрономии, математики, гидравлики и строительного дела. Поскольку земледелие в Древнем Египте было основано на бассейновой системе орошения, годовой цикл работ египетских земледельцев был тесно связан с водным режимом Нила. С древнейших времен земледельцы, а позднее астрономы Египта вели наблюдение за первым ранним восходом на небе звезды Пса (Сириуса), который сопутствовал поднятию вод Нила и знаменовал начало нового года. «На основании этих наблюдений был изобретен сельскохозяйственный календарь. Он делился на три времени года по четыре месяца каждый: "половодье" ("ахет"), "выхождение" ("пернит") и "сухость" ("шему"). Как показывают сами наименования времен года, они соответствовали водному режиму Нила и связанным с ним сельскохозяйственным работам». Календарный год древних египтян, состоящий из 365 дней был переходным (он расходился с астрономическим годом на 1/4 дня), поэтому времена года могли приходиться на разные месяцы. Новый год, возвещенный Сириусом, совпадал с началом их астрономического года только через 1461 год, составляющий так называемый период Сотиса (греческое название Сириуса). «Примитивный, но мудрый и полезный сельскохозяйственный календарь времен года можно рассматривать как практическое руководство для различных сельскохозяйственных работ. Например, согласно календарю одни земледельческие работы должны были выполняться во время спаривания тех или иных животных, другие - во время их приплода и т.п.»

«Специальные чиновники наблюдали за уровнем подъема вод Нила во время паводка. Высоту паводка отмечали на ниломерах, установленных в разных местах реки. Результаты наблюдений сообщали верховному сановнику государства и записывали в царские летописи». Ниломеры Древнего царства находились, вероятно, один вблизи Мемфиса, другой - на скалах острова Элефантина, возле первого порога. Мемфисский ниломер представляет собой колодец, выложенный из одинаковых по величине квадратных камней - вода в колодце поднимается и опускается вместе с поднятием и понижением вод Нила; на стене колодца сохранились древние пометки, отмечавшие уровень подъема воды.

Данные ниломеров позволяли заблаговременно предусмотреть размеры паводка, от которого зависел будущий урожай в стране. Известия о подъеме вод Нила гонцы разносили по всей стране, чтобы земледельцы могли подготовиться к паводку.

Если данные ниломера превышали обычный для того или иного времени уровень паводка, то стране грозило наводнение, при котором могли оказаться затопленными не только поля, но и селения. Этим объясняется, почему поселения в Египте ютились большей частью на холмах. Но гораздо больше бедствий стране приносил низкий паводок, при котором часть "высоких земель" (искусственно орошаемых) могла остаться неорошенной, вследствие чего ей грозила засуха, влекущая за собой неурожай и голод.

«С началом паводка в стране наступало великое ликование, которое воспето в более поздних гимнах Хапи, т.е. Нилу. В надписях древнего царства Нил характеризуется как кормилец царя и людей, который "стоит во главе Египта". Геродот пишет: "Когда же Нил покрывает страну, только отдельные города виднеются над поверхностью, совершенно подобно островам на Эгейском море".

В ирригационных работах принимали участие не только земледельцы, но и все подневольное население страны, отбывающее государственные повинности - "царские работы", работы "на дом царя" и "всякие работы нома". Но если отбывающие повинности были заняты на ирригационных работах временно и периодически, то земледельцы были обязаны постоянно поддерживать в порядке ирригационную сеть участков, на которых они работали. геоклиматический зерновой племенной паводок

«Земледелие всецело зависело от орошения. Ирригационная система делила все поля на верхние и нижние». Нижними назывались те, которые затоплялись во время разлива Нила. Для орошения этих полей создавались водохранилища, которые заполнялись водой во время разлива, а в сухое время года вода оттуда самотеком поступала на поля. На верхние поля, куда во время разлива вода не доходила, ее приходилось поднимать при помощи журавлей-шадуфов и водяных колес.

Концентрация людских и материальных ресурсов в руках администрации способствовала созданию и поддержанию сложной сети каналов, появлению регулярной армии и расширению торговли, а с постепенным развитием горнодобывающего дела, полевой геодезии и строительных технологий, давала возможность организовывать коллективные возведения монументальных сооружений.

«Согласно Виттфогелю, ирригационный способ земледелия является наиболее вероятным ответом доиндустриального общества на трудности ведения хозяйства в условиях засушливого климата». Википедия, Теория ирригационного государства, URL ru.wikipedia.org/wiki/Ирригационная_теория, 17.11. 2015. Связанная с этим способом хозяйства необходимость организованных коллективных работ приводит к развитию бюрократии и, как следствие, к усилению авторитаризма. Так возникает восточная деспотия, или «гидравлическое государство» (hydraulic state) -- особый вид общественного устройства, отличающийся крайним антигуманизмом и неспособностью к прогрессу (власть блокирует развитие).

«Степень доступности воды является фактором, определяющим (с высокой степенью вероятности) характер развития общества, но не единственным, необходимым для его выживания, Для успешного ведения земледельческого хозяйства необходимо совпадение нескольких условий: наличие культурных растений, пригодная почва, определенный климат, не препятствующий земледелию рельеф местности». Википедия, Теория ирригационного государства, URL ru.wikipedia.org/wiki/Ирригационная_теория, 17.11. 2015.

Все эти факторы абсолютно (и потому равно) необходимы. Разница лишь в том, насколько успешно человек может влиять на них, оказывать «компенсирующее воздействие» (compensating action): «Эффективность человеческого компенсирующего воздействия зависит от того, насколько легко неблагоприятный фактор может быть изменен. Некоторые факторы можно рассматривать как неизменные, так как при имеющихся технологических условиях они не поддаются человеческому воздействию. Другие поддаются ему легче». Так, одни факторы (климат) до сих пор практически не регулируются человеком, другие (рельеф) -- фактически не регулировались в доиндустриальную эпоху (область террасного земледелия была незначительна относительно общей площади обрабатываемой земли). Впрочем, на некоторые факторы человек может повлиять: завезти в определенную местность культурные растения, удобрить и обработать почву. Все это он способен сделать в одиночку (или в составе небольшой группы).

Таким образом, мы можем выделить два основных типа факторов земледелия: такие, изменить которые человеку легко, и такие, какие он изменить не может (или не мог большую часть своей истории). Лишь один природный фактор, необходимый для земледелия, не вписывается ни в одну из этих групп. Он поддавался воздействию человеческого общества и в доиндустриальную эпоху, но только при коренном изменении организации этого общества человеку необходимо было в корне изменить организацию своего труда. Этот фактор -- вода.

«Вода скапливается на поверхности земли очень неравномерно. Это не имеет особого значения для земледелия в регионах с высоким уровнем осадков, но крайне важно -- в засушливых областях (а самые плодородные регионы земного шара все находятся в зоне засушливого климата)». Поэтому ее доставка на поля может быть решена только одним способом -- массовым организованным трудом». Последнее особенно важно, так как некоторые неирригационные работы (например, расчистка леса) могут быть очень трудоемкими, но не требующими четкой координации, поскольку цена ошибки при их выполнении намного ниже.

Ирригационные работы связаны не только с обеспечением достаточного количества воды, но и с защитой от слишком большого ее количества (дамбы, дренаж и т. п.). Все эти операции, по мнению Виттфогеля, требуют подчинения основной массы населения небольшому количеству функционеров. «Эффективное управление этими работами требует создания организационной системы, включающей в себя либо все население страны, либо, по меньшей мере, его наиболее активную часть. В результате те, кто контролирует эту систему, обладают уникальными возможностями для достижения высшей политической власти». Википедия, Теория ирригационного государства, URL ru.wikipedia.org/wiki/Ирригационная_теория, 17.11. 2015

К. Витгофель в своей теории гидравлического государства пишет, что ирригационные работы связаны не только с обеспечением достаточного количества воды, но и с защитой от её избытка. Все эти операции требуют подчинения основной массы населения малой группе людей управляющих процессом. «Эффективное управление этими работами требует создания организационной системы, включающей в себя либо всё население страны, либо его наиболее активную часть. В результате, лица контролирующие эту систему, обладают всеми возможностями для достижения высшей политической власти». Так наглядно из природно климатических условий возникает хозяйственная система, которая в дальнейшем ведет к образованию государства.

Мы сталкивались с таким понятием, как «ирригационные системы». Тогда нам рассказывали о том, что это одно из величайших открытий человечества, которое помогло выживать. Откуда же оно происходит и что это за понятие такое? Немного освежим знания.

Что такое ирригационные системы?

Ирригация, или орошение, - это специальный способ подвода воды на земли, засеянные различными культурами, с целью увеличения запасов влаги у корней и, соответственно, усиления плодородия почвы и ускорения роста и созревания культур. Это один из видов мелиорации земли.

Способы орошения земли

В современном мире существует несколько способов ирригации земли:

1. Полив происходит по специальным бороздам в земле, куда вода подается с помощью насоса или из канала для орошения.
2. Разбрызгивание - вода рассеивается по участку из проложенных труб.
3. Система аэрозоля - с помощью мельчайших капель воды охлаждается приземной слой атмосферы, тем самым создавая благоприятные условия для роста растений.
4. Внутрипочвенная ирригация - вода подается в прикорневую зону культур под землей.
5. Лиманная ирригация - орошение происходит один раз весной при помощи вод местного стока.
6. Система дождевания - тут ирригация происходит с помощью самоходной системы, которая использует накопившуюся дождевую воду.

Все эти системы были модернизированы и усовершенствованы человеком. Были придуманы и внедрены новые технологии и методы. А вот зародилась в наименее механизированном виде ирригационная система в Древнем Египте. Произошло это еще до нашей эры.

Как работала первая ирригационная система?

Самая первая ирригационная в мире была придумана у подножья реки Нил. Люди стали замечать, что когда Нил разливается, он приносит на засеянные участки воду и ил, которые способствуют ускоренному росту растений и повышенному урожаю.

Уже тогда люди стали прокладывать специальные каналы и дренажные стоки к земельным участкам. Благодаря этому вода при разливе не просто затапливала весь участок, а поступала именно туда, куда было необходимо.

Также со временем люди стали выкапывать особые резервуары, где вода могла сохраняться и использоваться немного позднее для полива или других целей, поскольку известно, что дождей можно было ожидать подолгу, и Нил был единственным источником воды.

Ирригационная система Древнего Египта называлась системой бассейнового типа. А называется именно так, потому как по каналам, окружавшим земельный надел, постоянно шла вода. И доступ к культурам ей открывали тогда, когда это было необходимо. Так получалось, что когда доступ открыт, земельный участок заливался водой и выглядел как бассейн. Когда, по мнению земледельцев, поле насыщалось влагой в достаточном объеме, вода спускалась через специальный сточный канал. Первое время вода выпускалась куда придётся - на соседние поля. Но вскоре система была улучшена, и вода возвращалась в каналы, откуда она поступила.

История появления систем орошения

Ирригационные системы также широко использовались в странах Древнего Востока - Месопотамии, Китае,

Очень часто эти страны подвергались нападениям, и оросительные системы становились предметом эксплуатации, замедляя процесс развития государства. Несмотря на это, люди их все равно возрождали и продолжали совершенствовать.

Со временем от русел рек люди стали отводить каналы и задерживать воду с помощью первых примитивных дамб и плотин. Ввиду этого удавалось вовремя орошать поля в течение всего периода созревания культур.

Использование систем орошения в современном мире

В современном мире понятие ирригационная система применяется не только для сферы земледелия. Не многие знают, но существует такое узкое понятие, как «ирригация полости рта». Да, термин «ирригация» также используется в медицине, в частности в стоматологии.

В этой области медицины есть такой прибор, как физиодиспенсер. Этот аппарат может использоваться в челюстно-лицевой хирургии, эндодонтии, а также в имплантологии.

Ирригационные системы для физиодиспенсера - это специальные трубки, с помощью которых в процессе и по окончании всех процедур полость рта промывается специальным медицинским раствором или струей чистой воды.

Среди медицинских препаратов, которые могут использоваться для ирригации в стоматологии, наиболее распространенными являются фурацилин, хлорофиллипт, а также травяные отвары.

Жидкость в такую систему подается под давлением от 2 до 10 атмосфер, благодаря чему она очищает полость рта от мелких осколков, дезинфицирует, а также выполняет массажную функцию десен.

Ирригационные системы в стоматологии - актуальная технология, поскольку это незаменимая вещь в работе врача, а также обеспечивающая здоровье зубов и десен пациента.

Заключение

Таким образом, стоит отметить, что оросительные системы - все-таки великое открытие, поскольку используется в мире повсеместно. Многие даже не знали о том, что сегодня ирригационная система - это не только система полива полей, но еще и необходимая вещь, используемая в медицине полости рта - стоматологии.