1 Общая характеристика дождевания

Дождевание — способ полива, при котором оросительная вода под напором выбрасывается дождевальным аппаратом в воздух, дробится на капли и падает на растения и почву в вид дождя.

Орошение сельскохозяйственных культур в РФ проводят различными дождевальными установками, агрегатами и машинами.

Дождевальные установки — устройства, состоящие из легких разборных переносных трубопроводов и дождевальных насадок. Например, дождевальные установки «Фрегат», «Сигма».

Дождевальными машинами называют дождевальные установки, снабженные средствами механизированного передвижения. Например, дождевальные машины «Фрегат», «Волжанка», «Днепр», «Кубань» и др.

Дождевальные агрегаты — это дождевальные машины, снабженные насосно-силовым оборудованием для забора воды из канала (трубопровода), создания нужного напора и подачи ее в дождевальные насадки (аппараты). Например, двухконсольный дождевальный агрегат ДДА-100МА.

Для образования капель дождя машины и установки обо­рудуют специальными дождевальными насадками и аппаратами.

Дождь, создаваемый аппаратами и насадками, бывает непрерывным и прерывистым. При непрерывном дожде площадь полива на одной позиции увлажняется непрерывно в течение времени полива. Такой дождь обычно создают неподвижные насадки, установленные ста­ционарно на неподвижном дождевальном крыле маши­ны или установки. При пре­рывистом дожде

у влажняе­мый контур перемещается по площади полива на одной позиции.

Дождевание имеет следующие преимущества по сравнению с поверхностным орошением: полная механизация работ; поливная норма регулируется, более точно и в широких пределах (от 30 ...50 до 300 ...800 м³ /га и, более), что позволяет создавать водно-воздушный режим почвы, близкий к оптимальному, и регулировать глубину промачивания почвы; можно поливать участки с большими уклонами и со сложным микрорельефом. Забор воды возможен из каналов, идущих в выемке, а также из закрытой сети; исключаются работы по поделке поливных борозд, валиков, выводных борозд, улучшаются условия механизации посева, посадки, обработки и уборки сельскохозяйственных культур; улучшаются микроклимат и развитие корневой системы, активизируются процессы ассимиляции, повышаются плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Запланированный урожай можно получить при меньших (на 15...30 %) затратах воды, чем при поверхностном орошении; можно одновременно с орошением вносить в почву удобрения.

В предгорных районах для дождевания возможно использование естественного напора.

Недостатки дождевания: высокие затраты металла на изготовление дождевальных машин, труб и аппаратуры (40...100 кг на 1 га); большая энергоемкость процесса дождевания (40...100 кВтч на 1 полив при m=300 м³/га); неравномерность полива при ветре; невозможность глубокого промачивания тяжелых почв при высокой интенсивности дождя без образования луж и поверхностного стока; нецелесообразность использования на тяжелых почвах в условиях сухого и жаркого климата.

Дождевание наиболее широко применяют на безуклонных и малоуклонных участках с почвами средней и высокой водопроницаемости для полива овощных, технических, зерновых культур, садов, питомников,

л угов в зоне недостаточного увлажнения, где орошение только дополняет естественные осадки в засушливые периоды. Орошение дождеванием незаменимо на участках со сложным рельефом, с близким залеганием грунтовых вод, со слабозасоленными и просадочными почвогрунтами.

К дождевальным устройствам предъявляются следующие требования: при поливе дождеванием интенсивность дождя не должна превышать скорости впитывания воды в почву, чтобы не повреждались цветы, завязи и листья растений. При поливе на тяжелых почвах она должна быть не более 0,06...0,15 мм/мин, на средних — 0,10...0,25 и на легких — 0,15...0,45 мм/мин. Оптимальная интенсивность дождя 0,06...0,15 мм/мин. Диаметр капель дождя не должен превышать 1...2 мм.

Дождевальные устройства при максимальной экономичности, минимальной металлоемкости и энергоемкости должны равномерно распределять по орошаемому полю заданные поливные нормы, не допуская при этом стока воды; обеспечивать высокий коэффициент земельного использования, внесение удобрений одновременно с поливом и высокую производительность труда; иметь высокую эксплуатационную надежность, маневренность и проходимость, а также длительный срок службы.

Качество дождя характеризуется его интенсивностью, диаметром дождёвых капель, равномерностью полива и силой их удара о почву и растение. Чем меньше диаметр капель и интенсивность дождя, тем меньше он разрушает структуру почвы, тем лучше впитывается вода, создавая условия аэрации во время полива. И наоборот, при крупных каплях и большой интенсивности дождя структура почвы сильно разрушается, на поверхности поля быстро образуются лужи и сток воды, а после полива—почвенная корка. Скорость впитывания воды в почву при дождевании меньше, чем при поверхностном поливе. Качество дождя характеризуется коэффициентом равномерности полива К_р, который должен быть больше 0,7…0,8.

Н аибольшей силой удара обладают капли дождя дальнеструйных аппаратов, которые больше разрушают структурные комочки почвы, чем капли короткоструйных аппаратов.

Система дождевания. В систему дождевания входят: насосно-силовое оборудование, водоподводящие распределительные и поливные трубы,

дождевальные аппараты и машины. Системы дождевания по принципу работы делят на стационарные, полустационарные и передвижные.

В стационарных системах все элементы, кроме дождевальных аппаратов, занимают постоянное положение. Такие системы используют в парниках и теплицах, для орошения горных склонов, высокорентабельных сельскохозяйственных культур.

В передвижных системах все элементы в процессе полива перемещаются. Например, закончив подачу воды на одной позиции, насосная станция перевозится вместе с трубопроводами на другую, где подает воду в переносные или передвижные дождевальные установки или машины. Например, комплекты ирригационного оборудования «Сигма», «Радуга» и др.

Полустационарные дождевальные системы получили наибольшее распространение. На этих системах насосные станции и транспортирующие трубопроводы, как правило, стационарные, а дождевальные машины и установки, дождевальные трубопроводы — передвижные.

Импульсное дождевание. Синхронное импульсное дождевание — одно из новых, прогрессивных технологических направлений в дождевании для получения максимального рассредоточения поливного тока. Отличительная особенность этого способа — подача воды на орошаемый участок в полном соответствии с водопотреблением сельскохозяйственных культур на

п ротяжении всей вегетации. Это достигается за счет максимального рассредоточения поливного тока по системе и значительного радиуса действия дождевателей (30 м и более) при небольших подводимых расходах (до 0,1 л/с). Импульсные аппараты работают одновременно на всей площади в режиме непрерывно чередующихся пауз накопления в гидропневмоаккумуляторах и периодов выплеска воды под действием сжатого воздуха. Для обеспечения подачи воды, равной водопотреблению сельскохозяйственных растений, продолжительность пауз накопления может быть в 50...200 раз больше периодов выплеска воды. Средняя интенсивность дождя при этом составляет 0,01.-0,02 мм/мин.

Оросительная сеть состоит из насосной станции, распределительных стальных труб диаметром 50...80 мм и поливных полиэтиленовых импульсных дождевателей, средств управления и при необходимости подкормщика.

Мелкодисперсное дождевание (аэрозольное увлажнение). Один из новых способов орошения, начинающих получать применение для эффективного регулирования микроклимата приземного слоя воздуха. Сущность этого способа заключается в периодическом смачивании листовой поверхности растений мелкодиспергированной водой (диаметр капель не более 500 мкм), которая не скатывается с листа на почву, а испаряется, охлаждая при этом и лист, и воздух. Это делают, когда температура воздуха превышает физиологически оптимальную для развития растений.

Поливы этим способом можно осуществлять всеми опрыскивателями для борьбы с вредителями и болезнями растений.

Стационарные системы мелкодисперсного дождевания состоят из насосной станции, сети трубопроводов и мачт высотой 9...25 м, на которых монтируют шланги с распиливающими форсунками. Мелкодисперсное орошение существенно увеличивает фотосинтез растений и их урожай в жаркие годы при незначительных затратах оросительной воды.

Д ождевание можно применять во всех зонах страны, однако экономически наиболее целесообразно в зонах недостаточного и избыточного увлажнения, где поливы восполняют недостаток естественных дождей (Украина, Северный Кавказ, Поволжье, Нечерноземье и др.). Опыт показал, что орошение дождеванием везде эффективно. Передовики орошаемого земледелия выращивают высокие урожаи сельскохозяйственных культур и быстро окупают все затраты на орошение дождеванием. [10]