Как найти коэффициент водопотребления

1. Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления, зависимость от внутренних и внешних условий, способы их снижения

Эффективность
использования воды растением выражается
рядом показателей.
Количество
созданного сухого вещества на 1 л
транспирированной воды характеризует
продуктивность
транспираиии.
В зависимости от условий выращивания
и видовых особенностей растений она
составляет 2-8,
чаще 3-5
г/л.

Величиной,
обратной продуктивности транспирации,
являете транспирачионныи
коэффициент,
который показывает, сколько
воды растение затрачивает на построение
единицы массы сухого вещества.
Транспирационные коэффициенты варьируют
от 10
до 500,
причем у больцптнства сельскохозяйственных
растений они сравнительно близки и
зависят от условий выращивания.
Относительно низкими его значениями
отличаются только просовидные злаки
(просо,
сорго).

Практически
определить продуктивность транспирации
или транспирационный коэффициент
довольно сложно. Расчет потери воды на
транспирацию за вегетационный период
на основе данных об интенсивности
транспирации по декадам или месяцам
дает большую ошибку. Трудно учесть и
количество образованно­го сухого
вещества: в течение вегетации отдельные
листья отми­рают и опадают, еще сложнее
учет накопления массы корней. Поэтому
эти показатели чаще определяют
в вегетационных опы­тах.
Строгий учет количества поливной воды
и предотвращение испарения с поверхности
корнеобитаемой среды позволяют су­дить
о ее расходе на транспирацию.

В
полевых
опытах и агрономической практике
для оценки эффективности использования
воды определяют коэффициент
водопотребления
(эвапотранспирационный
коэффициент),
который рассчитывают как отношение
эвапотранспирации к создан­ной
биомассе или хозяйственно полезному
урожаю.

Под
эвапо­транспирацией
понимают суммарный
расход воды за вегетацию 1 га посева или
насаждения,
т. е. сюда включаются испарение с
поверхности почвы (эвапорация)
и транспирация.
Причем в за­соренных посевах и
насаждениях это будет транспирация и
куль­турных
растений, и сорняков.

Эвапотранспирацию
можно рассчитать балансовым способом.
Она равняется разности
в содержании влаги в метровом слое почвы
в начале и конце вегетации плюс приход
воды с осадками или поливом.

Параллельные
определения суммарного водопотребления
и транспирации сельскохозяйственных
растений, проводимые на экспериментальной
базе учхоза «Михайловское» под
руководст­вом академика И. С. Шатилова,
показали, что доля
транспираци­онного
расхода
влаги в суммарном водопотреблении за
период посев – уборка полевых культур
составляет на низкоплодородных
полях 19-23
%,
на хорошо удобряемых
участках – 32-45
%.

Коэффициент
водопотребления
в значительной степени зависит
от почвенно-климатических факторов.
В засушливые
годы он выше,
чем в более влажные. Так, по данным
Безенчукской сельскохозяйственной
опытной станции, во влажные годы
коэф­фициент водопотребления основных
зерновых культур составляет 400-600,
а в засушливые поднимался до 2000-2500.
Установлено, что коэффициент водопотребления
повышается
примерно в 2 раза для одних и тех же
чистых линий селекционных сортов разных
полевых культур по мере продвижения с
запада на вос­ток,
из
влажного климата в сухой.
Это объясняется тем, что в засушливых
условных усиление
эвапотранспирации не сопровож­дается
увеличением продуктивности растений,
чаще она снижа­ется,
поэтому эффективность использования
воды уменьшается.

Другим
метеорологическим фактором, значительно
влияющим на эффективность использования
воды сельскохозяйственными культурами,
является температура.
С
повышением температуры эвапотранспирация
усиливается, рост растений и накопление
ими сухого вещества находятся в более
сложной зависимости от температуры,
которая выражается одновершинной
кривой.
При­чем температурный оптимум для
ассимиляционных процессов у разных
видов растений различный. Поэтому
температурная зави­симость эффективности
использования воды определяется
видо­выми
особенностями
растений.

Так,
выращивание сельскохозяй­ственных
культур прохладного и жаркого климата
в теплицах при температуре 10-13 “С и
около 27 “С показало, что яровая рожь
в прохладной теплице имела коэффициент
водопотребления 423, а при 27 “С – 875,
теплолюбивое сорго – соответственно
1236 и 223. Прохладный воздух снижает
эвапотранспирацию, но у теплолюбивых
культур вызывает также резкое подавление
ассимиляционных процессов.

Надо
иметь в виду, что засушливые
годы,
особенно на юго-востоке, характеризуются
и высокой температурой воздуха, что
неблагоприятно
не только для форми­рования урожая,
но и для эффективного использования
воды
большинством сельскохозяйственных
культур.

Задача
агронома
состоит в создании таких условий, при
кото­рых коэффициент
водопотребления снижается.
Мощным фактором снижения коэффициента
водопотребления является повышение
плодородия почвы.
В
многочисленных вегетационных и поле­вых
опытах доказано, что внесение удобрений
не только повышает урожай, но и снижает
затраты воды на создание едини­цы
продукции, так как расход воды на
эвапотранспирацию воз­растает
незначительно.

В
условиях Московской области в среднем
за 12 лет исследований получены следующие
результаты (табл. ).

Водообмен
и урожайность полевых культур

(И.
С. Шатилов с соавт., 1981)

Показатель	Оз. пшеница	Картофель
	без удобрений	расчетная доза удобрений	без удобрений	расчетная доза удобрений
Суммарное испарение за период всходы-уборка, мм	280	319	216	233
Транспирация,мм	54	128	51	106
Фитомасса, включая корни, т/та	5,8	13,7	5,3	10,8
Урожайность, т/га	1,61	3,65	11,6	24,5
Коэффициент водолотребления, м3/т	483	233	408	216
Коэффициент транспирации	93	93	96	98
Суммарный расход влаги на единицу зерна, клубней	1739	874	186	95

Снижение
коэффициента водопотребления
происходит не только при внесении
удобрений, но и в случае любого изменения
условий произрастания растений,
со­провождающегося повышением
урожая,
в том числе и улучшения
обеспечения их водой.

Поддержание
влаж­ности почвы орошаемого пастбища
в Подмосковье на уровне 80-85 % НВ
способ­ствовало повышению урожай­ности
зеленой массы до 71,5 т/га, без орошения
по­лучали около 48,0 т/га. При этом
коэффициент водопо­требления
соответственно составляет 95 и 156 м³/т.

Приведенные
данные свидетельствуют, что водопотребление
и урожайность связаны нелинейной
зависимостью.
Графически эта взаимосвязь выражается
кривой с насыщением (См.
рисунок).

При
некотором достаточно высоком уровне
урожайности ее рост уже не сопровождался
повышением волопотребления, так как
испарение в посеве или насаждении
приближается к испарению со свободной
водной поверхности.

По
многочисленным данным, повышение
водопотребления прекращается
при достижении урожайности кукурузы
10,0-11,0 т/га,
озимой
пшеницы – 5,2-6,0, люцерны на сено – 18,0­-20,0,
картофеля – 42,0-46,0, яблок – 30,0-33,0, винограда
­25,0-27,0 т/га.
Получение таких урожаев возможно только
при высоком уровне агротехники, в
большинстве районов нашей страны
необходимо также орошение.

Соседние файлы в папке Физиология и биохимия

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Коэффициент водопотребления

количество воды, расходуемое растениями на создание единицы урожая основной продукции той или другой кулыуры.

Повышай знания с онлайн-тренажером от Автор24!

1. Напиши термин
2. Выбери определение из предложенных или загрузи свое
3. Тренажер от Автор24 поможет тебе выучить термины с помощью удобных и приятных
   карточек

---

Потребность в воде, согласно нормам водопотребления, определяется
отдельно для каждой категории водопотребителей. Основным измерителем количества
потребляемой объектом воды служит суточный расход.

Определение суточных расходов на хозяйственно -бытовые нужды населения

---

Средний суточный расход воды на хозяйственно -бытовые нужды
населения (Qср) определяется:

Qcр сут = qср • N /1000; м3/сут, (2-1)

где:

qср — норма водопотребления на одного человека (табл.2.1),
л/чел•сут. ;

N — количество жителей в населенном пункте, чел.

Сведения о количестве жителей в населенном пункте (N) можно
получить у местных властей. При этом желательно воспользоваться результатами
переписи населения. Если такие сведения по каким-либо причинам отсутствуют, то численность
населения определяется:

N = F • n ; (2-2)

где:

F — площадь селитебной зоны, га;

n — плотность населения в населенном пункте или районе населенного
пункта, для которой рассчитывается система водоснабжения, чел/га.

Вода из водопроводной сети в течение года потребляется неравномерно в связи с изменением режима жизни населения и сезонностью некоторых расходов воды.

Для характеристики неравномерности отбора воды из городской
сети вводится понятие коэффициента суточной неравномерности. Он учитывает уклад
жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства жилья, изменение
водопотребления по сезонам года и дням недели и т.д.

Коэффициент суточной
неравномерности (максимальный)
(Ксут.max) определяется как отношение максимального суточного расхода к
среднесуточному (за год) и принимается в пределах 1,1 — 1, 3.

Коэффициент суточной
неравномерности (минимальный) (Ксут min) определяется как отношение
минимального суточного расхода к среднесуточному и принимается в пределах 0,7 —
0,9.

Величина вероятного расчетного расхода воды в сутки максимального
(максимальный суточный расход, Qmax сут) и минимального (минимальный суточный
расход, Qсут min) определяется по формулам:

Q сут max = К cут max• Qcр сут, м3/сут; (2-3)

Q сут min = К сут max• Qср сут, м3/сут. (2-4)

В течение суток вода населением потребляется также неравномерно.
Распределение потребления жителями воды по часам суток определяется
коэффициентом часовой неравномерности.

Коэффициент часовой
неравномерности (максимальный, К час max ) — отношение максимального
часового расхода к среднечасовому (за сутки).

Коэффициент часовой
неравномерности (минимальный, Кчас min,) — отношение минимального часового
расхода к среднечасовому.

К час min =α min • Вmin. (2-5)

К час max = αmax • Вmax. (2-6)

где: α —
коэффициент, учитывающий степень благоустройства зданий, режим работы
предприятий и другие местные условия: α
max = 1.2 — 1.4; α min = 0.4 — 0.6.

β — коэффициент, учитывающий число
жителей в населенном пункте.

Значение коэффициента β определяется по таблице 2.4 или по
формуле:

β = 1 +√N (2-7)

где: N — количество жителей в населенном пункте или районе,
тыс. чел.

Расчетные часовые расходы (м3/час) определяются по следующим формулам:

Q час max = К час max •Q ср сут /24. (2-8)

Q час min = К час min •Q ср сут/24. (2-9)

Определение расчетных
расходов на полив улиц и зеленых насаждений

Расход воды на полив улиц и зеленых насаждений определяется по формуле:

Qпол = 10 N • q п. уд. • F, м3/сут. (2-10)

где: q п. уд — удельный расход на полив улиц или зеленых насаждений, л/м2;

N — количество поливок за сутки;

F — площадь поливаемых улиц или зеленых насаждений, га.

Площади улиц и зеленых насаждений определяются непосредственно по плану города или
ориентировочно в соответствии с
нормами планировки населенных пунктов.

Для полива используется вода из городского водопровода, природных или искусственных водоемов,
накопительных емкостей.

Количество воды питьевого качества, забираемое из городского водопровода для полива улиц и
зеленых насаждений, определяется в
каждом случае конкретно, в зависимости
от местных условий и устанавливается органами местной власти. Ориентировочно можно принять, что из городского водопровода забирается 40% от
общего объема поливочной воды. И только
эта вода учитывается при расчете водораспределительных
сетей города.

Из общего объема воды питьевого качества, забираемого из городской водопроводной сети на полив
улиц и зеленых насаждений, 20%
расходуется на ручной полив, оставшиеся 80%
— на механизированный.

Режим полива и объемы питьевой воды, которые разрешается использовать для полива,
задается органами местного
самоуправления. При отсутствии таких сведений график полива можно задать следующим:

•  механизированная: 60% — с 21 до 4 часов;

15% — с 4 до 7 часов;

25% — с 17 до 21 часов.

• ручной полив: 30% — с 4 до 7 часов;

40% — с 13 до 15 часов;

30% — с 20 до 22 часов.

Зеленые насаждения на территории промышленного предприятия поливаются, как правило,
технической водой.

Для этой цели устраиваются специальные поливочные сети.

Расход воды на нужды пожаротушения

Пожаротушение, как вид водопотребления, носит специфический характер, поскольку пожар
является случайным событием. Но
система водоснабжения должна в любой
момент обеспечить требуемый расход как на нужды населения и промышленных предприятий, так и на пожаротушение.

Водопроводные сети населенных пунктов и промышленных предприятий проектируются
таким образом, чтобы они могли
одновременно снабжать население водой и выполнять
функции противопожарного водопровода.

В расчет количества одновременных пожаров в населенном пункте включены пожары и на
промышленных предприятиях. При этом в
расчетный расход включаются соответствующие
расходы на пожаротушение на этих предприятиях.

При определении расходов воды на тушение пожара жилого или общественного здания следует
пользоваться данными таблицы 2.6

Расходы воды на наружное пожаротушение зданий высотой или объемом, свыше указанных в
таблице 2.6, а также общественных
зданий объемом свыше 25000 м3 с большим скоплением
людей (торговые центры, зрелищные предприятия и т. д.) надлежит принимать и согласовывать в установленном порядке.

Расход воды на наружное пожаротушение одно-двухэтажных производственных зданий и складских помещений высотой от пола до низа горизонтальных несущих стальных конструкций до 18 м, принимаются согласно таблицам 2.7 и 2.8.

Для зданий, оборудованных спринклерными установками, расход воды на питание спринклеров
надлежит принимать дополнительно к
общему расходу на пожаротушение. Максимальный
срок восстановления неприкосновенного противопожарного
запаса в емкостях должен быть не более:

• 24 часа — в населенных пунктах и на промышленных предприятиях с производствами отнесенными по пожарной опасности к категориям А, Б, В;
• 36 часов — на промышленных предприятиях с производствами, отнесенными по пожарной опасности к категориям Г, Д;
• 72 часа — в сельских населенных пунктах и сельскохозяйственных предприятиях.

На период пополнения противопожарного запаса воды можно снижать подачу воды на хозяйственно-бытовые нужды населения до 70%, а воду на производство подавать по аварийному графику.

---

---

Расходы воды на нужды
предприятия

Расходы воды на хозяйственно-бытовые нужды рабочих промышленных предприятий и душ

Вода на бытовые нужды рабочих промышленных предприятий потребляется крайне  неравномерно.

Коэффициент часовой неравномерности для “горячих” цехов -2,5,
для “холодных” — 3,0. Общий расход воды за смену определяется:

q х.б. = q о.i • N р.i / 1000, м3/смену, (2-11)

где: q о. I. — расход воды на бытовые нужды рабочего в “холодном” или “горячем” цеху, л/ чел.
смену;

Nр. I. — количество рабочих в смену.

Количество одновременно работающих душевых сеток (Nд.с.) определяется по количеству
человек, обслуживаемых одной душевой
сеткой в зависимости от вида производственных
процессов в соответствии с данными таблицы
2.9.

N д.с. = N р. /n о. с., (2-12)

где: Nр. — количество рабочих, принимающих душ;

nо.с. — расчетное количество человек на одну душевую сетку.

Расход воды на душ определяется по формуле:

Qд.с.=Nд.с. • qд.о./1000 = Nд.с. • 0,375 (м3/час.) (2-13)

Рабочие предыдущей смены принимают душ в первый час последующей.

Расход воды на нужды производства

Вода на производственные нужды может забираться из городского водопровода (питьевая вода), из
поверхностных или подземных
источников (техническая вода).

Для предприятий, требующих больших количеств воды, устраиваются собственные водопроводы
(металлургия, энергетика,
химкомбинаты, нефтеперерабатывающие комплексы).
При расчете городских водопроводных сетей учитывается
расходы воды, которые подаются на промышленное
предприятие, только питьевого качества.

Расход воды на нужды производства определяется как произведение норм или удельного
водопотребления на объем выпускаемой
продукции, количество технологических операций
или продолжительность технологического процесса.

Режим потребления воды промышленным предприятием определяется технологией производства и
обязательно согласовывается с
органами местной власти или водной инспекцией.
В случае если имеются ограничения на отбор воды
из водопроводной сети в час максимального водопотребления,
на территории промплощадки устраивается водопроводный
узел, который включает в себя резервуар чистой
воды и насосную станцию, а иногда и дезинфицирующие
установки.

При больших расходах воды и значительных коэффициентах неравномерности на
предприятиях устраиваются
аккумулирующие емкости, которые заполняются
в часы минимального  водопотребления населенным пунктом. На вводе в промышленное предприятие обязательно устанавливается счетчик
расхода воды.

Определение суточного
расхода воды населенным пунктом

Расход воды, потребляемой населенным пунктом, включает расходы: хозяйственно-бытовые
нужды населения, хозяйственно-бытовые
нужды и душ рабочих промышленных предприятий,
технологические расходы промышленных предприятий,
полив улиц и зеленых насаждений. Учет ведется как по отдельным водопотребителям, так и по водам различного качества (питьевая,
техническая, забираемая из источника
и т.д.).

Расход воды населенным пунктом определяется как в сутки максимального водопотребления, так и среднесуточный.

По материалам: Водоснабжение: учебное пособие / Н. И. Куликов [и др.]. – Новосибирск: ООО «ЦСРНИ», 2016. – 704 с.

---

---