37. Многоопорные широкозахватные дождевальные машины фронтального перемещения, поливающие в движении. Характеристика, схема оросительной сети и организации орошаемой территории.

Орошаемый участок для этих машин также как и для машин позиционного полива представляет собой прямоугольник (рис. 5.4), посередине которого для машины «Кубань»-Л прокладывают по­ливной канал (ПК) с эксплуатационной дорогой вдоль него (рис. 5.5), а для машины «Таврия» — поливной трубопровод, полоса отчужде­ния под который равна 7 м (табл. 5.10).

Рис:. 5.4. Схема организации орошаемой территории четырехпольного севооборо­та при использовании многоопорных машин, поливающих в движении фронтально: Lo«— длина орошаемого участка (нетто); 1_0 — длина поля севооборота; В — ширина орошаемого участка и поля севооборота (включая полосу отвода шириной b под полив­ной к пиал и/кпи эксплуатационную дорогу). Остальные условные знаки см. в прил. 13.

Ширина орошаемого участка брутто В (до внутренних границ полевых дорог) равна эффективной длине машины 1_дм, которая включает, во-первых, эффективную длину дождевого облака (зоны одновременного полива) 1_д и ширину полосы отвода b под поливной канал (ПК) и эксплуатационную (или полевую) дорогу вдоль него: Ьдм ■■- Lfl + Ь (см. рис. 5.5). Длину орошаемого севооборотного участка L.,.„ находят по его площади Q™, которая должна быть близка к се­зонной производительности машины Dce3, поскольку весь севообо­ротный участок обычно обслуживает одна машина. Машины рабо­тают в автоматизированном режиме круглосуточно (Т0 = 24 ч.), и то­гда

,о;;;,=ас„=8,б4^«Мга). (5.53)

Длину орошаемого участка находят по формуле

a" -io"

L„, =-^—1- (м) (5.54) "' (B-b) v ; v '

где В — ширина орошаемого участка, брутто, м;

Ь — ширина полосы отвода, расположенной посередине участка, м.

Эту длину для ДМ «Таврия» уточняют с таким расчетом, чтобы длина поля 1_о была кратна расстоянию между гидрантами f соглас­но формуле 5.42.

Рис. 5.5. Элементы полосы отвода под канал и эксплуатационную дорогу для ма­шины «Кубань»-/!: 1 — центральная тележка; 2 — опорный столбик системы стабилиза­ции курса движения машины; 3 — поливной канал (ПК); 4 — уплотнение поверхности эксплуатационной дороги

Для рассматриваемых автоматизированных машин можно принять tH = 0 и аг -- 1.

Рабочую скорость движения таких машин у„ (м/мин.) для вы­дачи заданной поливной нормы брутто m (мм) находят по формуле

и =60^- (м/мин.), м m - линейный удельный расход воды машины, л/см — см. табл. 5.10; поливная норма, мм.

Если полученная рабочая скорость машины заметно превы­шает максимальную скорость, предусмотренную технической харак­теристикой (им = 1,9 м/мин — см. табл. 5.10), то разрабатывают спе­циальные мероприятия агротехнического или агромелиоративного плана, направленные на повышение достоковых поливных норм (m > m0min = 8...10 мм — см. табл. 5.10), при этом стоимость этих мероприятий устанавливают с учетом результатов сравнительного экономического анализа прм> выборе оптимальной в данных услови­ях эрозионно безопасной технологии дождевания.

38. Многоопорные широкозахватные дождевальные машины кругового принципа перемещения. Характеристика, схема оросительной сети и организации орошаемой территории.

К таким машинам относятся дождевальная машина универ­сальная (ДМУ) «Фрегат» и машина дождевальная электрифициро­ванная круговая (МДЭК) «Кубань»-ЛК1. Машину «Фрегат» выпуска­ют в 48 модификациях не считая дополнительных: повы­шенной проходимости, низконапорных и приспособленных для по­лива подготовленными сточными водами животноводческих ком­плексов по производству свинины. Еще больше модификаций имеет машина «Кубань»-ЛК1 (прил. 11). Каждая модификация имеет свой номинальный расход воды Q, (л/с), конструктивную длину крыла LK (м) и соответственно площадь полива на одной позиции (га), а также другие показатели.

Марку модификации машины «Фрегат» обозначают следующим образом (прил. 10):. Буквы А или Б определяют тип машины: модификации типа А имеют гибкие встав­ки у неподвижной опоры и промежуточной трубы, а также на само­ходных опорах, модификации типа Е» такими вставками не оборудо­ваны Эти вставки могут изгибаться только в вертикальной плоско­сти. Модификации типа Б можно применять на участках со спокой­ным рельефом и небольшими местными уклонами, а типа А — с бо­лее сложным рельефом и большими уклонами.

В обозначении модификации машины «Кубань»-ЛК1 первая группа цифр показывает конструктивную длину машины (до­ждевального крыла) Ц в м, вторая — номинальный расход воды в л/с, а третья — индекс наиболее целесообразного применения на участках с соответствующим рельефом. Индекс «0» обзначает, что эта модификация предназначена для работы на участках со спокой­ным рельефом, индексы «1» и «2» указывают, что модификации применимы и на участках с более сложным рельефом и повышен­ными уклонами, а индекс «3» — на участках со сложным рельефом и большими уклонами местности.

Машина «Кубань»-ЛК1 совершеннее в конструктивном отноше­нии и надежнее в эксплуатации благодаря электрификации опорных механизмов, ее дождь мельче за счет использования низконапор­ных дождевальных насадок и небольших малорасходных средне-струйных аппаратов типа «Фрегат:>-1. Она оборудована двухколес­ными опорными тележками на пневматическом ходу с электромеха­ническим приводом. Машина «Кубань»-ЛК1 работает только на од­ной позиции, машину «Фрегат» можно использовать и на двух и бо­лее позициях, но при этом теряется ее основное положительное ка­чество: автоматизация полива, а кроме того, затраты времени на перемещение машины на другую позицию резко снижают коэффи­циент использования рабочего времени. В отличие от «Фрегата» машина «Кубань»-ЛК1 поливает при движении вокруг неподвижной опоры как по часовой стрелке, так и против, при этом она может двигаться и без полива (холостым перегоном). Однако машина «Ку-бань»--ЛК1 заметно дороже «Фрегата», поэтому окончательный вы­бор машины следует осуществлять на основе сравнительного эко­номического анализа.

В прил. 10 и 11 модификации обеих машин расположены в по­рядке возрастания фактического гидромодуля qMl при работе на од­ной позиции. Исходя из условия наибольшего соответствия моди­фикации машины условиям естественной увлажненности террито­рии, при выборе модификации следует стремиться к тому, чтобы соблюдалось равенство

qMn = Цг, (5.57) где qm — гидромодуль машины при работе на п„ позициях;

q™=M: (5.58)

еде q„, — гидромодуль машины при работе на одной позиции (n„ = 1);

qr — технологический (потребный) гидромодуль, вычисляемый по формуле 5.32.

При расчете qT для машин, работающих по кругу на одной по­зиции в автоматическом режиме, можно предусматривать в пиковый период круглосуточный полив (Тс = 24 ч.) при а = 0,9 (а2 = 1).

Схема организации орошаемой территории четырехпольного севооборо­та при использовании машин, поливающих в движении по кругу, для случаев, когда по­ливной участок совпадает с полем севооборота (а), включает два поля (б) или четыре поля (в): 1-„ — конструктивная длина машины; b — ширина полосы отвода под лесопопо-су и закрытый трубопровод; заштрихована орошаемая часть поля (без учета концевого аппарата). Условные знаки и обозначения см. на рис. 5.2 и в прил. 13.

Отличие проектирования схемы организации территории оро­шаемого пастбища с использованием машин рассматриваемого ти­па севооборота состоит в отсутствии каких-либо ограничений коли­чества гуртовых участков на орошаемой площади , Каждый па­стбищный (гуртовый) участок обычно обслуживает одна многоопор­ная машина. Исключение составляют небольшие фермерские уча­стки, для полива которых используют несколько малых машин. Па­стбищный участок разделяют на загоны (рис. 5.7). Летний лагерь

для выпасаемого стада размещают обычно в одном из неорошае­мых углов. Его площадь Fn (м2) можно принять из расчета 50 м2/гол. КРС. Сторона (катет)треугольного летнего лагеря Схема организации орошаемой территории пастбища при использонанил иш им, поливающих в движении по кругу (для загонов треугольной формы). Заштрихованы орошаемая часть пастбищного участка и летний лагерь (ЛП). Условные знаки и обозначения см. на рис. S.3 и а приложение 13.

При окончательном выборе модификации машины для полива как пашни (севооборота), так и луговых угодий (пастбище, сенокос), следует учитывать рельеф (уклоны поверхности) участка и возмож­ность выдачи ею расчетной поливной нормы без стока воды и эрозии почвы. Для этого минимальная технологическая поливная норма mmin, присущая данной модификации (приложение 10 и 11), не долж­на значительно превышать достоковую т0. В противном случае не­обходимо предусматривать специальные мероприятия по повыше­нию достоковых поливных норм (предполивное рыхление почвы, ее щелевание, поделка прерывистых борозд и т.п.), с обязательным учетом их стоимости при сравнительном экономической! анализе.

В дождевальных машинах кругового перемещения интенсив­ность дождя почти линейно увеличивается по длине крыла от его начала у гидранта до его конца, а напор закономерно снижается. Поэтому в периферийной зоне создается дождь наибольшего.энергетического уровня, и расчетную энергетическую характеристику дойдя 8„ вычисляют именно для этой зоны. В расчетах почвенно-энергетической характеристики дождя Sv эффективную интенсив­ность дождя р здесь можно принять равной удвоенной величине средней (по длине крыла) интенсивности дождя рср, указанной в прил. 10 и 11 для каждой модификации. Эффективную крупность капель для концевой зоны машины «Фрегат» (кроме низконапорных модификаций) принимали согласно табл. 5.4 d = 3 мм, для низкона­порных модификаций — d = 1,5 мм, а для машин «Кубань-ЛК1 — d = 1,5 или 1,0 мм в зависимости от типа дождевателя в концевой части крыла (прил. 11).

Бригада рабочих для проведения поливов в одну смену с по­мощью машин кругового перемещения, работающих на одной пози­ции, будет состоять из одного оператора-поливальщика и одного моториста насосной станции, а при круглосуточной работе — из восьми человек; Для перемещения машин на другие позиции потре­буется как минимум еще один рабочий. Машины типа «Фрегат» (а также малогабаритные машины аналогичного типа для небольших фермерских хозяйств, работающие на нескольких позициях п„ = 2,3,4,...) целесообразно использовать во влажных регионах при отношении ям1уС|т2:2. Круглосуточная работа в этом случае может оказаться затруднительной, поэтому в расчетах qT по формуле 5.32 проявлять осторожность при выборе вариантов с двухсменным ре­жимом работы (Т0 = 16 ч) или работой в течение 20 часов в сутки (в пиковый период). Тогда параметр а2 в формуле 5.25 находят с учетом затрат рабочего времени tn6 на перебазирование машины на другую позиции:», которые складываются из следующих элементов:

U = ti +12 + ton non+ te +19 + tio + tn, (5.64)

где ti — продолжительность закрытия и открытия гидранта (7 мин.);

t2 — продолжительность отсоединения машины от гидранта и подсоедине­ния ее к следующему гидранту (10... 15 мин.);

ton — время затрачиваемое на поворот колес одной опоры тележки (20...30 мин.);

Поп — количество опорных тележек (прил. 10 и 11);

ts — вэемя, затрачиваемое рабочими не переход вдоль дождевального крыла и обратно:

t8 == —мин. (5.65) %

где I.....«— конструктивная длина дождевального крыла (прил. 10 и 11);

v„ — средняя скорость перехода поливальщика по орошаемому (полито­му) участку (около 25 м/мин.)

t9 — продолжительность буксировки машины трактором меду соседними гидрантами (туда и обратно):

ко сдвигая даты полива (на 3...4 дня, лучше в сторону опереже­ния) с таким расчетом, чтобы получить минимальное число пе­рерывов в поливах (продолжительностью не менее 5...7 дней). Одновременно при необходимости изменяют расход воды путем изменения продолжительности полива, оставляя неизменным по­даваемый за полив объем воды; это условие выражается ра­венством

где индекс у относится к укомплектованному графику, а н — к неукомплектованному.

В результате получают укомплектованный график полива (рис. 31,6). Этот график лишь с некоторым приближением от­вечает проектному режиму орошения, но зато удобен с органи­зационной точки зрения и обеспечивает экономичность запроек­тированной на его основе системы.

Максимальный расход воды, взятый с укомплектованного графика полива сельскохозяйственных культур, принимают в ка­честве расчетного для определения размеров водозаборного сооружения, каналов, трубопроводов, сооружений на ороситель­ной сети. График обычно строят для поливных и оросительных норм нетто и соответственно получают расчетный расход нетто. Для расчета оросительной системы следует брать расход воды брутто. Если система обслуживает несколько севооборотов, то ее элементы должны быть рассчитаны на пропуск суммарных расхо­дов воды брутто.

Построение графика полива сельскохозяйственных культур возможно только в том случае, если известна площадь севообо­рота Й„т, га. Однако в ряде случаев необходимо прорабатывать варианты орошения различных севооборотов, когда их площадь еще не определена, но известны состав, доля культур и режим их полива. Тогда используют понятие «оросительный гидромо­дуль». Оросительный гидромодуль — расход воды, приходящийся на 1 га орошаемой площади нетто севооборота, л/(с • га), т. е. q = Q/Q„T.

Подставляя сюда расход воды, подаваемый на культуру, по­лучаем для круглосуточного полива, л/(с • га):

mcoHT ma У ~ 86,4/Q„T = 86,41 ' где a— <um/Q,„ — доля данной культуры в севообороте.

График гидромодуля строят и укомплектовывают аналогично графикам полива (рис. 32). Поскольку в данном регионе сель­ское хозяйство обычно специализируется, появляется возмож­ность построить типовые графики гидромодуля для наиболее характерных севооборотов и выполнить гидромодульное райони-

Рис. 32. График гидромодуля хлопкового севооборота: / — хлопчатник; 2 — люцерна; 3 — кукуруза

рование территории. В результате можно сразу найти расчетный гидромодуль (для заданного севооборота и района) q, который позволяет получать расчетные расходы воды для проектирования оросительной системы, л/с:

Обычно 6/Lx = 0,5...1,0 л/(с • га).

Расчетный (максимальный) гидромодуль нетто q„YM можно ориентировочно определить по среднему суточному дефициту водного баланса Dmax, мм, наиболее влаголюбивой культуры се­вооборота за две соседние декады с максимальным дефицитом водопотребления. Средний суточный дефицит водного баланса Д„ах рассчитывают по данным ближайшей к объекту метеостан­ции; он может изменяться от 30 мм в Нечерноземной зоне до 100 мм и более в пустыне. Расчетный гидромодуль, л/(с • га):

<7тах = М.ах/8,64. (21)

Таким образом, определяя потребности сельскохозяйственных культур в искусственном увлажнении почвы и учитывая своеоб­разный порядок и технологию полива, можно установить расходы воды, на пропуск которых должны быть рассчитаны все элементы оросительной системы.