Для функционирования регулирующей оросительной сети и техники полива создают оросительные системы. Оросительные системы состоят из следующих элементов: головное водозаборное сооружение; проводящая оросительная сеть; регулирующая оросительная сеть и техника полива; водосборно-сбросная сеть; регулирующая, ограждающая и проводящая осушительная сеть; дорожная сеть; гидротехнические сооружения; лесные полосы и насаждения; средства контроля мелиоративного режима земель; средства управления и связи; объекты сельскохозяйственного водоснабжения и обводнения; объекты энергетического назначения; производственные и жилые здания и постройки службы эксплуатации.
Оросительную систему привязывают к источнику воды, который, в принципе, не входит в ее состав, хотя для орошения небольших участков можно сооружать свои источники в виде небольших водохранилищ, прудов, копаней.
Проводящая оросительная сеть служит для подачи воды от головного водозаборного сооружения на источнике орошения к регулирующей оросительной сети и элементам техники полива. Она должна обладать достаточной пропускной способностью, надежностью и долговечностью. Ее расположение на территории должно быть увязано с границами, коммуникациями, рельефом. Она должна иметь, по возможности наименьшую протяженность, стоимость, учитывать потребности в воде других отраслей хозяйства (энергетика, рыбоводство, судоходство, водоснабжение, промышленность).
Расположение оросительной сети на плане зависит от организации территории, рельефа местности, типа сети, расположения регулирующей сети и техники полива.
Под организацией территории понимают расположение постоянных границ хозяйств, усадьб, севооборотных участков, полей, садов, виноградников и других участков. Границы целесообразно намечать прямолинейными, создавать правильную конфигурацию участков. Это ухудшает общий вид местности, так как исключает характерные для природы разнообразие, гармоничность, естественную красоту, но продиктовано требованиями эксплуатации земель, производства механизированных работ, прямолинейности и минимальной протяженности линейных сооружений и коммуникаций.
Орошаемые земли разбивают на севооборотные участки, отдельные посевные участки, многолетние насаждения (сады, виноградники, ягодники), прочие угодья. Площади севооборотных участков составляют 250...1500 га, число полей 3...10, площади полей 25...100 га и более Для севооборотных участков и полей на орошаемых землях при самотечном поливе необходим однородный уклон (в одну сторону без перегибов, лощин, оврагов, холмов). При крупногабаритной и широкозахватной сельскохозяйственной технике стороны поля должны быть не короче 400...500 м. Для малогабаритной техники размеры обрабатываемых участков должны обеспечивать достаточную длину гона машин, их высокую производительность. При поливе дождеванием размеры сторон поля согласовываются с длиной и шириной захвата дождевальной машины.
По намеченным постоянным границам проектируют оросительную сеть, дороги, лесополосы, линии связи и другие коммуникации, для которых отводят полосы отчуждений. Площади отчуждений сокращают полезную площадь посевов и насаждений, поэтому целесообразно принимать максимально возможные по условиям рельефа площади полей. При этом уменьшают площади отчуждений и повышается производительность техники. Степень полезного использования площади оценивают коэффициентом земельного использования:
КЗИ = Fнт / Fбр,
где Fнт - площадь нетто - посевная поливаемая площадь, с которой непосредственно получают урожай; Fбр - площадь брутто, включающая площадь нетто и площади отчуждений под каналы, дороги, лесополосы, сооружения.
В среднем для севооборотных участков КЗИ составляет 0,85...0,92.
По конструкции элементов проводящей оросительной сети различают открытую, трубчатую и комбинированную сеть. Открытая проводящая сеть состоит из каналов различных конструкций: в земляном, облицованном, экранированном русле, лотковых. Особенностью открытой сети является необходимость положительных уклонов по трассам каналов и командование (превышение) старших каналов над младшими. При поверхностном самотечном способе полива необходимо также командование уровня воды в канале над поверхностью земли.
Открытая проводящая оросительная сеть бывает постоянной и временной. Постоянная сеть проходит по постоянным границам угодий, а на полях проектируют временную сеть, которая не мешает сельскохозяйственным работам. Постоянная проводящая сеть включает магистральный канал, межхозяйственные и внутрихозяйственные распределители различных порядков, усадебные каналы. Все каналы проектируют по командующим (вышерасположенным) границам обслуживаемых площадей, с положительным уклоном по трассе, минимально возможной протяженности.
Временная сеть на поле состоит из временных оросителей и выводных борозд, которые устраивают с такими расстояниями, чтобы обеспечить подачу воды в регулирующую сеть (борозды и полосы расчетной длины) или к дождевальной технике.
Открытая проводящая сеть обладает рядом достоинств: самотечная подача воды по сети; доступность для наблюдений, обслуживания, ремонта; меньшая стоимость по сравнению с другими типами сети. Недостатки ее: снижение коэффициента земельного использования из-за отчуждения площадей под каналы и вдоль них; строгие требования к рельефу и уклонам местности; потери воды на фильтрацию и испарение; трудности автоматизации управления работой сети.
Каналы являются препятствием при изменении границ угодий, устройстве транспортных и других коммуникаций. В то же время они улучшают безводный однообразный ландшафт, способствуют обводнению и озеленению территории, улучшая условия жизни населения. При проектировании крупных оросительных каналов учитывают потребности различных отраслей хозяйства и социальные нужды населения: водный транспорт, рыбоводство, местная промышленность, сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение, энергетика, здравоохранение, хозяйственные нужды.
Трубчатая проводящая оросительная сеть состоит из трубопроводов различных порядков: магистральный (или главный), распределительные, поливные. Трубчатая сеть бывает стационарной, передвижной и полустационарной.
Стационарная трубчатая сеть состоит из подземных трубопроводов. Это наиболее совершенная сеть, обеспечивающая полную автоматизацию управления, максимальный коэффициент земельного использования, отсутствие потерь воды и препятствий использованию земли. Стационарная трубчатая сеть требует высоких капиталовложений, но эксплуатационные затраты минимальны. Подземные трубопроводы не нарушают природных ландшафтов и не занимают площадь, однако, вдоль них нужны дороги для строительства и ремонта трубопроводов, поэтому их обычно проектируют, как и каналы, по постоянным границам угодий. Поливные трубопроводы с гидрантами-водовыпусками проектируют на полях с расстояниями, зависящими от параметров и техники полива.
Передвижная трубчатая сеть состоит из разборных трубопроводов, которые можно собирать, разбирать, перемещать с участка на участок. Эти трубопроводы монтируют на поверхности земли. Передвижную сеть целесообразно применять в зонах достаточного и неустойчивого естественного увлажнения, где орошение является дополнением к осадкам, поливы редки и нужны не для всех культур и не каждый год. Передвижная сеть наиболее дешева, но требует существенных затрат труда при эксплуатации.
Полустационарная трубчатая сеть состоит из подземных стационарных и наземных передвижных трубопроводов. Обычно передвижными устраивают трубопроводы младшего порядка. Это позволяет увеличить расстояния между дорогими подземными трубопроводами, уменьшить их протяженность и снизить стоимость сети.
Расположение трубчатой сети увязывают с организацией территории, требованиями регулирующей сети и техники полива, а также с экономическими условиями наименьшей протяженности, минимальных диаметров труб, наименьших потерь напора при подаче воды.
Комбинированная сеть включает элементы различных конструкций, каналы и трубопроводы. Её проектируют на площадях с разнообразными природными и хозяйственными условиями, разными способами полива. Сочетание способов полива и конструкций сети позволяет полнее учесть рельеф местности, почвы, виды сельскохозяйственных культур, размеры полей и другие условия.
Водосборно-сбросная сеть служит для организованного сбора и отвода с полей излишков поверхностных вод, образующихся от осадков, оросительных вод при опорожнении каналов и трубопроводов, скоплений поливных вод на пониженных участках полей. Обычно такие воды собирают и отводят полевыми водосборами по нижним краям полей, участковыми, внутрихозяйственными и хозяйственными водосбросными каналами. Водосборно-сбросную сеть проектируют по постоянным границам, при возможности совмещая с кюветами дорог, коллекторами, оврагами, лощинами.
Водоприемниками сбросной сети служат естественные и искусственные водотоки и водоемы, которые проверяют на возможность отвода или аккумуляции расчетных объемов воды. Кроме того, обязательно нужно составлять прогноз изменения качества воды в водоприемнике под влиянием сбросов и определять необходимость очистки сбросных вод.
Дороги на оросительной системе служат для строительства и эксплуатации всех элементов системы, их по возможности совмещают с дорогами сельскохозяйственного и другого назначения. Дороги проектируют по постоянным границам, чтобы обеспечить подъезд ко всем объектам и полям.
Гидротехнические сооружения и арматура на оросительных системах обеспечивают функционирование и сопряжение отдельных элементов системы. Так, для подачи воды по открытой сети служат водовыпуски и перегораживающие сооружения, для освобождения каналов от воды – концевые и сбросные аварийные сооружения. На каналах также устраивают отстойники, бассейны-терморегуляторы, перепады, быстротоки и другие сооружения. При пересечениях каналов с дорогами строят мосты, трубчатые переезды, дюкеры.
Для распределения воды по трубчатой сети служат распределительные колодцы с задвижками, для подачи воды в регулирующую сеть и к элементам техники полива устраивают гидранты-водовыпуски. На трубчатой сети также нужны вантузы для выпуска воздуха из трубопроводов, противоударные устройства для защиты от гидравлического удара, сбросные колодцы для опорожнения трубопроводов, компенсаторы температурных напряжений и другие сооружения.
Расходы подаваемой воды, скорости, уровни измеряют различными расходомерами, уровнемерами, водосливами и другими устройства.
Лесные полосы и насаждения на орошаемых землях выполняют несколько функций: полезащитную, почвоохранную, водоохранную, озеленительную. Проектируют их вдоль всех постоянных границ угодий, вокруг полей, вдоль оросительных и сбросных каналов, коллекторов, дорог, вокруг прудов и водохранилищ, у насосных станций и гидротехнических сооружений, в населенных пунктах, на неиспользуемых участках.
Полезащитные лесополосы располагают поперек преобладающего направления ветра. Ширину полос, расстояния между ними, состав деревьев и кустарников определяют из условия защиты почв от ветровой эрозии. Расположение лесополос учитывают в организации территории при назначении размеров и границ полей.
Почвозащитные лесополосы служат для защиты почв от водной эрозии и располагаются поперек эрозионно-опасных склонов в увязке с агротехническими и гидротехническими противоэрозионными мероприятиями.
Водоохранные, берегоукрепительные, дренирующие лесополосы располагают вдоль каналов и вокруг водоемов. Лесополосы вдоль дорог, в населенных пунктах, у гидросооружений, на неиспользуемых участках служат для затенения и озеленения. Поливают лесные полосы и насаждения техникой, предусмотренной в проектах систем.
Средства контроля – различные приборы и устройства для измерений показателей мелиоративного режима земель (наблюдательные скважины и пьезометры для контроля уровней, напоров, минерализации и химического состава подземных вод, площадки для отбора проб почв для определения водно-физических и физико-химических свойств почв, датчики влажности, влагомеры, солемеры, гидрометрические посты на оросительных и сбросных каналах и коллекторах, метеопосты и другое оборудование).
Средства управления, автоматизации, связи служат для эксплуатации системы, управления ее работой. Они включают пульты управления и линии связи с датчиками контроля за мелиоративными показателями и гидротехническими сооружениями. Современные автоматические системы управления оборудуют информационно-советующими и управляющими электронно-вычислительными комплексами, позволяющими поддерживать на оросительных системах оптимальные режимы работы и оперативно учитывать изменения метеоусловий, состояния земель, элементов оросительной системы, организационно-хозяйственных условий.
Объекты энергетического хозяйства входят в состав современных оросительных систем. Электроэнергия на оросительных системах нужна для работы насосных станций, подающих воду в оросительную сеть, создающих напоры для техники полива, откачивающих дренажные воды, для средств автоматического управления сооружениями, для средств связи, для производственных и жилых построек, ремонтных баз, мастерских, гаражей и прочих объектов.
Служба эксплуатации системы осуществляет управление работой всех элементов системы, контроль их состояния, ремонт.