Усжуулалт
Чөлөөт нэвтэрхий толь, Википедиагаас
 |
Энэ өгүүлэл эсвэл өгүүллийн хэсгийг Монгол хэл рүү орчуулах хэрэгтэй байна. Хэрэв үүнийг нэг сарын дотор орчуулахгүй бол арилгагдах тухай хэлэлцэгдэх болно. |
Усжуулалт бол ихэвчлэн таримал ургамалыг ургуулахад туслах зорилгоор хөрсийг усжуулах хүмүүсийн зохиомол хэрэглээ юм. Үр тариа, хүнсний ногооны үйлдвэрлэлд усжуулалтыг хуурай улиралд борооны усыг орлуулахад ашигладаг. Харин эсрэгээр зөвхөн байгалын бороонд түшиглэсэн аж ахуйг заримдаа усалгаагүй фермийн аж ахуй ч гэж нэрлэдэг. Мөн үүнийг хөрс хатаахтай холбон судалдаг ба энэ нь тодорхой талбайгаас байгалийн аргаар эсвэл зохиомол аргаар гадаргын болон хөрсний усыг зайлуулахыг хэлдэг.
Усжуулалтын эх үүсвэр нь ойр орчимын нуур цөөрөм, гол мөрөн, булаг шанд, уулын цас гэх мэтээс байж болдог. Усны эх үүсвэрийн хол ойр, бороо орох дамвтамж, улиралын чанараас хамааран усыг шууд газар тариалангийн талбай руу эсвэл цистерн болон даланруу татан хуримтлуулж хэрэглэдэг. Үүнээс гадна борооны усыг хуримтлуулж усжуулалтын хэрэгцээнд мөн ашиглаж болдог.
Агуулга |
[Засварлах] Усжуулалтын түүх
Археологийн судалгаануудаар МЭӨ 6-р мянганы тэртээ Египт болон Мэсопатамид усжуулалт хэрэглэж байсан баримтуудыг олсон байдаг. Дээрх газаруудад арвай тариалж байсан ба ийм төрлийн үр тариа тариалахад тэнд бороо хангалтгүй ордог.
Перу улсын Андын нурууны Зана хөндийд археологчид нүүрстөрөгчөөр ончлогдсон МЭӨ 4-р мянган, МЭӨ 3-р мянган болон МЭ 9-р зууны үеийн усжуулалтын шуудуунуудын үлдэгдлийг олсон байна. Эдгээр шуудуунууд нь манай дэлхий дээрх усжуулалт хэрэглэж байсан хамгийн эртний тэмдэглэлүүд юм. МЭӨ 5-р мянганы үеийн байж болох шуудууны сэжүүр 4-р мянганы үеийн шуудууны доороос олдсон байна. (Диллехэй, et al., 2005)
Ойролцоогоор МЭӨ 2600 оны үед Хойд Энэтхэг болон Пакистанд Индийн хөндийн соёл иргэншил шуудуу бүхий усжуулалтын системийг хэрэглэж байсан байна. Өргөн цар хүрээтэй тариалан эрхэлж байсан бөгөөд суваг шуудууны өргөн сүлжээг усжуулалтын зорилгоор хэрэглэж байсан байна. Нилээд боловсронгуй усжуулалт болон хадгалалтын систем хөгжсөн бөгөөд МӨЭ 3000 онд Гирнарт ус сан баригдсан байна.
МЭӨ 1800 оны үед байсан Египтийн 12-р гүрэний Фараон 3-р Аменемхэт нь Файюмын баян бүрдийн нуурыг хуурай улиралд ашиглах зориулалтаар илүүдэл усыг нөөцлөх усан сан болгон ашиглаж байжээ. Нил мөрөн жил тутам үерлэн савнаас халих үед нуурыг дүүргэдэг усаар дүүргэдэг байж.
МЭӨ 800 жилийн тэртээ эртний Перс улсад бий болсон Канатууд нь мэдэгдэж буй хамгийн эртний усжуулалтын арга бөгөөд өнөө үед ч мөн хэрэглэгдэж буй билээ. Ийм төрлийн усжуулалтын аргуудыг өнөөдөр Ази, Ойрхи дорнод, Хойд Африкт харж болно. The system comprises a network of vertical wells and gently sloping tunnels driven into the sides of cliffs and steep hills to tap groundwater. The noria, a water wheel with clay pots around the rim powered by the flow of the stream (or by animals where the water source was still), was first brought into use at about this time, by Roman settlers in North Africa. By 150 BCE the pots were fitted with valves to allow smoother filling as they were forced into the water.
Ойролцоогоор МЭӨ 300 оны тэртээгээс тэмдэглэгдэн үлдсэн эртний Шри Ланкийн усжуулалтын ажил нь хаан Пандукабхаяагийн хаанчлалын үед болон түүнээс хойш дараагийн мянган жилийн турш хөгжсөөр ирсэн бөгөөд энэ нь эрт дээр үеийн хамгийн нарийн төвөгтэй усжуулалтын системүүдийн нэг байсан. Газарын доорхи сувагнуудаас гадна Синхалчууд хамгийн анх бүрэн хиймэл усан санг байгуулж ус нөөцөлж байсан байна. Энэхүү системийг хаан Паракрама Бахугийн (МЭ 1153 - 1186 он) хаанчлалын үед эрчимтэй сэргээн босгож, өргөжүүлж байж.
The oldest known hydraulic engineers of China were Sunshu Ao (6th century BCE) of the Spring and Autumn Period and Ximen Bao (5th century BCE) of the Warring States period, both of whom worked on large irrigation projects. In the Szechwan region belonging to the State of Qin of ancient China, the Dujiangyan Irrigation System was built in 256 BCE to irrigate an enormous area of farmland that today still supplies water. By the 1st century AD, during the Han Dynasty, the Chinese also used chain pumps that lifted water from lower elevation to higher elevation. These were powered by manual foot pedal, hydraulic waterwheels, or rotating mechanical wheels pulled by oxen. The water was used for public works of providing water for urban residential quarters and palace gardens, but mostly for irrigation of farmland canals and channels in the fields.
In fifteenth century Korea the world's first water gauge, woo ryang gyae (Korean:우량계), was discovered in 1441 CE. The inventor was Jang Young Sil, a Korean engineer of the Choson Dynasty, under the active direction of the King, Se Jong. It was installed in irrigation tanks as part of a nationwide system to measure and collect rainfall for agricultural applications. With this instrument, planners and farmers could make better use of the information gathered in the survey.
By the middle of the 20th century, the advent of diesel and electric motors led for the first time to systems that could pump groundwater out of major aquifers faster than it was recharged. This can lead to permanent loss of aquifer capacity, decreased water quality, ground subsidence, and other problems. The future of food production in such areas as the North China Plain, the Punjab, and the Great Plains of the US is threatened.
[Засварлах] Усжуулалтын өнөөгийн цар хүрээ
2000 оны байдлаар дэлхийн хэмжээнд 2,788,000 км квадрат хэмжээтэй газар тариалангийн талбай усжуулалтыг ашиглаж байна. Үүнээс 68% нь Ази тивд, 17% нь Америк, 9% нь Европ, 5% нь Африк, 1% нь Номхон далайн бүт нутагт харъялагдаж байна. Хамгийн том, усжуулалтын өндөр нягтшилтай улс дамнасан газар нь Хойд Энэтхэг, Пакистанд Инд Ганга мөрнүүдийн дагуу, Хятадын Хөх мөрөн, Шар мөрний ай сав, Египт болон Суданд Нил мөрний дагуу, Калифорнийн зарим хэсэг болон Миссипи-Миссури голын ай саваар байна. Бага цар хүрээтэй усжуулалт бүхий талбай нь дэлхий хүн ам суурьшсан бараг бүх л газарт байна.
[Засварлах] Усжуулалтын төрөлүүд
Усны нөөцийг хэрхэн хэрэглэх, хэрхэн талбайг услах зэргээс хамааран өөр өөр төрлийн усжуулалтыг ашигладаг. Ерөнхийдөө усжуулалтын зорилго нь талбайг нэгэн жигд усаар хангаж ингэснээр тариалж буй ургамал нь хэрэгцээт усан хангамжаа авах явдал юм.
[Засварлах] Гадаргын усжуулалт
усжуулалтын усны зарцуулалт, усжуулах эрчим, усны түрэлт, услах арга, усжуулах төхөөрөмжийн матрериалын багтаамж зэргээс хамааран услах аргыг микро болон макро төвшингөөр нь ангилж болно. Микро усалгаанд манажуулах, нэвчээх, дуслын болон бороожуулах хэлбэрийн усалгаа орно. Макро төвшингийн усалгаанд гадаргуугын усалгаа буюу халиах, бороожуулах арга мөн орно. Гадаргын усжуулалтын системд ус нь талбай дээгүүр энгийн гравитацын хүчний нөлөөгөөр урсаж хөрсийг чийглэж, хөрсөнд нэвчдэг. Гадаргын усжуулалтанд усыг гравитацын хүчний үйлчлэлээр газарын гадаргуу дээгүүр урсгаж хөрсийг чийглэж түүнд шингээдэг. In surface irrigation systems water moves over and across the land by simple gravity flow in order to wet it and to infiltrate into the soil. Surface irrigation can be subdivided into furrow, borderstrip or basin irrigation. It is often called flood irrigation when the irrigation results in flooding or near flooding of the cultivated land. Historically, this has been the most common method of irrigating agricultural land.
Where water levels from the irrigation source permit, the levels are controlled by dikes, usually plugged by soil. This is often seen in terraced rice fields (rice paddies), where the method is used to flood or control the level of water in each distinct field. In some cases, the water is pumped, or lifted by human or animal power to the level of the land.
[Засварлах] Localized irrigation
Localized irrigation is a system where water is distributed under low pressure through a piped network, in a pre-determined pattern, and applied as a small discharge to each plant or adjacent to it. Drip irrigation, spray or micro-sprinkler irrigation and bubbler irrigation belong to this category of irrigation methods.
[Засварлах] Дуслын усалгаа
- Үндсэн өгүүлэл дуслын усалгааг үзнэ үү.
Усыг ургамалын үндэсэнд эсвэл түүний ойролцоо дусал дуслаар хүргэдэг. Хэрэв зөв ажиллуулж чадвал ус нь ууршихгүй, мөн урсаж алга болох нь бага байдаг учираас энэ төрлийн систем нь ус зарцуулалтаараа хамгийн үр ашигтай усжуулалтын арга болж чаддаг. Орчин үеийн ХАА-д дуслын усалгааг ихэвчлэн хуванцар хучилтын аргатай хослуулан хэрэглэснээр ууршилтыг улам багасгаж чадаж байна. Мөн энэ нь бордооны хэрэглээг багасгаж байгаа юм. Энэ процессыг бордоожуулалт гэж нэрлэдэг. Deep percolation, where water moves below the root zone, can occur if a drip system is operated for too long of a duration or if the delivery rate is too high. Drip irrigation methods range from very high-tech and computerized to low-tech and relatively labor-intensive. Lower water pressures are usually needed than for most other types of systems, with the exception of low energy center pivot systems and surface irrigation systems, and the system can be designed for uniformity throughout a field or for precise water delivery to individual plants in a landscape containing a mix of plant species. Although it is difficult to regulate pressure on steep slopes, pressure compensating emitters are available, so the field does not have to be level. High-tech solutions involve precisely calibrated emitters located along lines of tubing that extend from a computerized set of valves. Both pressure regulation and filtration to remove particles are important. The tubes are usually black (or buried under soil or mulch) to prevent the growth of algae and to protect the polyethylene from degradation due to ultraviolet light. But drip irrigation can also be as low-tech as a porous clay vessel sunk into the soil and occasionally filled from a hose or bucket. Subsurface drip irrigation has been used successfully on lawns, but it is more expensive than a more traditional sprinkler system. Surface drip systems are not cost-effective (or aesthetically pleasing) for lawns and golf courses. Netafim,Jain Irrigation Systems, Chapin Watermatics, Eurodrip, Plastro Irrigation Systems are major manufacturer of Drip Irrigation Systems. In the past one of the main disadvantages of the subsurface drip irrigation (SDI) systems, when used for turf, was the fact of having to install the plastic lines very close to each other in the ground, therefore disrupting the turfgrass area. Recent technology developments on drip installers like the drip installer at New Mexico State University Arrow Head Center, places the line underground and covers the slit leaving no soil exposed.
[Засварлах] Бороожуулагч усалгаа
Бороожуулагч усалгаанд усыг талбай дээрх хэд хэдэн цэгүүдэд хоолойгоор дамжуулан өндөр даралтын бороожуулагч хошуу, эсвэл бага даралтын шүршигч хошууг, эсвэл усан буу хэмээгч хошууг ашиглан усжуулалтыг хийдэг. Талбайн үзэмжийн асуудлаас хамааран зарим бороожуулагч болон шүршигч хошуунууд нь газарын түвшинөөс доор байх ба зөвхөн услах үед усны даралтын нөлөөгөөр ил гарч усалгааг хийдэг. Энэ төрлийн усжуулалт нь зүлэгжүүлэлт, гольфын талбай, оршуулгын газар, соёл амралтын хүрээлэнгүүдэд өргөн хэрэглэгддэг. Бага даралтаар усыг шүршдэг бороожуулагчын хошууг ерөнхийд нь шүршигч хэмээдэг. Ийм шүршигчүүдийг 200 кПа-аас илүүгүй даралттай усаар усжуулахад хэрэглэдэг. Эргэлдэх хөдөлгөөнөөр усалгаа хийдэг бороожуулагч хошуу нь шарик, араа эсвэл даралтын механизмыг ашиглан эргэлддэг. Ийм бороожуулагч хошууг бүтэн эсвэл тодорхой өнцөгөөр эргэхээр зохиож болдог. Усан буу нь эргэлддэг бороожуулагчтай төстэй боловч маш өндөр даралттай усыг шүршдэгээрээ ялгаатай. Тухайлбал 275 аас 900 кПа даралттай усыг шүрших ба нүхний диаметер нь 10-аас 50 мм-ийн өргөнтэй хошуугаар 1 секундэд дундажаар 3-аас 76 литер усыг шүршин гаргана.
Sprinklers may also be mounted on moving platforms connected to the water source by a hose. Automatically moving wheeled systems known as traveling sprinklers may irrigate areas such as small farms, sports fields, parks, pastures, and cemeteries unattended. Most of these utilize a length of polyethylene tubing wound on a steel drum. As the tubing is wound on the drum powered by the irrigation water or a small gas engine, the sprinkler is pulled across the field. When the sprinkler arrives back at the reel the system shuts off. This type of system is known to most people as a "waterreel" traveling irrigation sprinkler and they are used extensively for dust suppression, irrigation, and land application of waste water. Other travelers use a flat rubber hose that is dragged along behind while the sprinkler platform is pulled by a cable. These cable-type travelers are definitely old technology and their use is limited in today's modern irrigation projects.
[Засварлах] Center pivot irrigation
Center pivot irrigation is a form of sprinkler irrigation consisting of several segments of pipe (usually galvanized steel or aluminum) joined together and supported by trusses, mounted on wheeled towers with sprinklers positioned along its length. The system moves in a circular pattern and is fed with water from the pivot point at the center of the arc. These systems are common in parts of the United States where terrain is flat.
Most center pivot systems now have drops hanging from a u-shaped pipe called a gooseneck attached at the top of the pipe with sprinkler heads that are positioned a few feet (at most) above the crop, thus limiting evaporative losses. Drops can also be used with drag hoses or bubbler's that deposit the water directly on the ground between crops. The crops are planted in a circle to conform to the center pivot. This type of system is known as LEPA (Low Energy Precision Application). Originally, most center pivots were water powered. These were replaced by hydraulic systems (T-L Irrigation) and electric motor driven systems (Lindsay, Reinke, Valley, Zimmatic). Most systems today are driven by an electric motor mounted low on each span. This drives a reduction gearbox and transverse driveshafts transmit power to another reduction gearbox mounted behind each wheel. Precision controls, some with GPS location and remote computer monitoring, are now available.
