3.4.3. Трубчаста зрошувальна мережа

Трубчаста зрошувальна мережа (ТЗМ) - це система трубопроводів, які виконують функції каналів. ТЗМ має такі переваги: відсутні втрати води на фільтрацію і випаровування; високий коефіцієнт земельного користування; можливість розподілу води по зрошуваній площі у разі складного рельєфу, сприятливі умови для автоматизації роботи зрошувальної системи. До недоліків відносять потребу у значній кількості труб і витрати електроенергії на створення потрібного напору в трубопроводах.

Розрізняють два типи ТЗМ: із самопливно-напірною закритою або комбінованою мережею; з механічною подачею води у закриту мережу.

У самопливно-напірній мережі зрошувальна вода у трубопроводах транспортується за рахунок напору, що створюється природним ухилом місцевості. Її доцільно будувати на ділянках з ухилом 0,003 і вище.

Зрошувальні системи з механічною подачею води застосовуються у тих випадках, коли рівень води в джерелі нижче від поверхні зрошуваної ділянки, або напору, що створюється природним ухилом місцевості, недостатньо.

Залежно від конструкції мережі ТЗМ поділяють на стаціонарні, напівстаціонарні і пересувні .

Для влаштування стаціонарної мережі використовують в основно­му азбестоцементні і бетонні труби, які закладають на глибину не менше 0,8 м від поверхні землі (до верху труби). Сталеві труби застосовують у виключних випадках (на просадкових, набрякаючих і заторфованих ґрунтах тощо).

Закриту мережу у плані проектують, ураховуючи прийняту організацію території та способи поливу, що застосовуються. Закриту мережу звичайно проектують за тупиковою схемою (рис. 3.25.в).

У деяких випадках, щоб зменшити діаметр труб і збільшити надійність водоподачі, виконують попарне кільцювання розподільних трубопроводів (рис. 3.25, г). Вибір схеми розміщення закритої мережі визначається польовими трубопроводами, які мають розміщуватися по найбільшому ухилу, і якщо є можливість, бути з двостороннім командуванням. Відстань між ними коливається у межах 200...900 м і більше.

Гідравлічний розрахунок. Гідравлічний розрахунок ТЗМ полягає у визначенні витрати, діаметра і втрат напору на подолання гід­равлічних опорів по довжині у фасонних частинах і арматурі.

Розрахункова витрата польового трубопроводу:

(3.34)

де - площа нетто, що поливається з польового трубопро­воду, га; t - тривалість поливу сільськогосподарської культу­ри, га.

Рис. 3.25. Схеми розміщення трубчастої зрошувальної мережі

а - одностороння; б – двостороння; в – тупикова; г – закільцьована;

1 – насосна станція; 2 – магістральний трубопровід; 3 – розподільний трубопровід

Розрахункова витрата розподільного трубопроводу у разі поверхневого поливу:

(3.35)

У разі зрошування поливними або дощувальними машинами попередньо складають графіки їх роботи на сівозмінній ділянці; визначають їх кількість, розміщення і схему переміщення на полях. Роз­рахункова витрата поливного трубопроводу дорівнює витраті (сумарній) поливних або дощувальних машин, що працюють на полі:

(3.36)

де n - кількість одночасно працюючих машин; - витрата дощувальної (поливної) машини, л/с.

Розрахункова витрата розподільного трубопроводу дорівнює сумі витрат польових трубопроводів.

На підставі розрахункових витрат і оптимальних швидкостей руху води (1,0...І,.5 м/с) у трубопроводах попередньо обчислюють їх діаметри (у мм):

(3.37)

де - розрахункова витрата трубопроводе, м³/с; v - швидкість руху води у трубопроводі, м/с.

Далі підбирають найближчий стандартний діаметр трубопроводу з прийнятих труб.

Розрахунковий напір на початку трубопроводу:

(3.38)

де - геодезичний напір, м; , - втрати напору відповідно по довжині розрахункової частини трубопроводу і на подолання місцевих опорів, м; - вільний напір на гідранті, м;

; - коефіцієнт гідравлічного опору; l - довжина ділянки трубопроводу, м; - швидкість руху води, м/с; D - діаметр трубопроводу, м.

Втрати напору по довжині і місцеві (0,05,..0,1 ) обчислюють окремо для кожної ділянки розрахункової траси трубопроводів з різними витратами і діаметрами. Загальні втрати напору отримують, підсумовуючи втрати на окремих ділянках траси.