книги из ГПНТБ / Носенко В.Ф. Техника импульсного дождевания

Датчик необходимости и интенсивности полива пред­ ставляет собой водный испаритель с установленным в нем трехпозиционным сигнализатором уровня воды. Принци­ пиальная схема ступенчатого регулирования произво­ дительности насосной станции при помощи такого датчи­ ка приведена на рисунке 37.

Насосная станция состоит из трех параллельно под­ ключенных вихревых насосов ВКС 4/26 и пульта управ­ ления. Управление работой импульсных дождевателей осуществляется сбросной задвижкой по сигналам задатчика продолжительности паузы накопления, в качестве которого использован электроконтактный манометр, при­ соединенный к одному из удаленных гидроаккумуляторов.

Сеть напорных трубопроводов (рис. 43) выполнена из труб диаметром 3/4", Г' и 2". Общая протяженность сети

Рис. 43 Десятигектарный комплект синхронного импульсного дож­ девания.

90

комплекта составляет 2200 м, в том числе 200 м для под­ вода воды от источника к участку.

Импульсные дождеватели в количестве 36 штук на комплект с гидроаккумуляторами емкостью 78 л и гидро­ затворами мембранного типа размещаются на сети по треугольной схеме с расстоянием между поливными тру­ бопроводами 45 м и между аппаратами 52 м.

Примененный в комплекте импульсный среднеструйный дождевальный аппарат принудительного действия «Коломна» с эластичным соплом отличается простотой устройства запорного органа и механизма поворота. По­ ворот аппарата осуществляется после завершения вы­ броса воды.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ ИМПУЛЬСНОГО ДОЖДЕВАНИЯ

Стационарные дождевальные системы с импульсными' аппаратами еще не получили широкого распространения. Опыт их проектирования, строительства и эксплуатации очень мал и не освещен в специальной литературе. Нет методик и указаний по проектированию таких систем.

Требования сельскохозяйственного производства

кстационарным дождевальным системам

vс импульсными аппаратами

При создании технических средств и проектировании систем импульсного дождевания следует руководство­ ваться требованиями передового сельскохозяйственного

91

производства. Проект агротехнических требовании к автоматизированным дождевальным системам с импульс­ ными аппаратами разработан и одобрен на четырехсто­ роннем рабочем совещании представителей СССР, ГДР, НРБ, ВНР в 1972 г. Приведем основные положения этого проекта с учетом сделанных изменений и дополнений.

Назначение и условия применимости. Автоматизиро­ ванные дождевальные системы с импульсными аппара­ тами предназначены для полива технических, кормовых, зерновых (в том числе и высокостебельных), овощных и плодово-ягодных культур, а также культурных пастбищ.

Они обеспечивают проведение увлажнительных, осве­ жительных, вызывных и противозаморозковых поливов при постоянном расходе воды в голове системы и дают возможность вносить растворимые минеральные удобре­ ния, гербициды, ядохимикаты вместе с поливной водой.

Системы можно проектировать на участках с почвами сильной, средней и даже слабой водопроницаемости. Участки не должны подвергаться засолению и забола­ чиванию (положение надлежит экспериментально прове­ рить), они могут иметь сложный рельеф, планировка поверхности при этом не требуется. В случае применения на системе гидроавтоматов и при отсутствии гасителей статического напора геодезический перепад высот не должен превышать 10—15 м.

Допустимая скорость ветра в зоне расположения участка не должна превышать 5 м/с. При скорости ветра более 7 м/с полив импульсными дождевателями в увлажнительном режиме необходимо прекратить.

Системы импульсного дождевания нужно в первую очередь внедрять в орошаемых районах при ороситель­ ной норме от 1000 до 5000 м3 /га.

Оросительная вода, применяемая в .системах импульс­ ного дождевания, не должна иметь твердого остатка свыше 5 г/л с крупностью твердых частиц более 2 мм.

Основные качественные показатели технологического процесса. Системы должны обеспечить необходимое рас­ средоточение поливного тока с доведением его до 0,5 •—

Средняя интенсивность дождя не должна превышать 0,08 мм/мин. Коэффициент эффективного полива должен быть не ниже 0,75, избыточного полива — не более 0,15,

92

недостаточного полива — не более 0,1. Средний диаметр капель не должен превышать 1,5 мм. Неравномерность частоты срабатывания импульсных аппаратов автоколе­ бательного действия на системе не должна быть выше 5%.

Технические и эксплуатационные требования. Запор­ ный орган импульсного аппарата не должен допускать существенной утечки воды во время паузы (утечка не более 1 % от подводимого расхода).

Поворот импульсного аппарата целесообразно осу­ ществлять во время паузы накопления. Радиус действия среднеструйного аппарата должен быть, как правило, не ниже 25 м, расход выплеска среднеструйного аппарата— не менее 4—6 л/с, а нижний предел давления срабатыва­ ния — не меньше 40—50% от верхнего предела.

Продолжительность цикла работы (накопление, опо­ рожнение) для импульсного дождевателя автоколебатель­

нического усилия. Продолжительность операции выдви­ жения и заглубления ствола выдвижных гидрантов не должна превышать 5 мин.

Коэффициент эксплуатационной надежности системы должен быть не ниже 0,96.

Особенности проектирования систем импульсного дождевания

Основной задачей проектирования является выбор наиболее экономичных вариантов планового расположе­

при возделывании тех или других сельскохозяйственных культур возможны варианты с надземным (рис. 44, 45) и подземным . (рис. 46, 47) расположением сети трубопро­ водов, гидрантов и импульсных дождевателей.

93

• о

(5"

вой севооборот) возможны технические решения, позво­ ляющие на время механизированных обработок переме­

за вегетацию заглубления гидрантов в почву на глубину, не мешающую механизированной обработке (рис. 46,47).

Стоимость строительства систем и эксплуатационные

94

-•л

—4-1

Рис. 45. Полустационарная система для культур сплошного сева с сезонно установленными по­ ливными трубопровода­ ми и импульсными дож­

девателями:

расходы зависят от многих факторов: удельной водопо­ дачи, площади системы, материала трубопроводов, соз­ даваемого в сети напора, уклона местности, степени рас­ средоточения поливного тока и др.

С увеличением мощности насосной станции или дли­ ны напорообразующего трубопровода возрастает радиус действия импульсных дождевателей и расстояние между ними и трубопроводами последнего порядка. Это приво­ дит к уменьшению стоимости сети, к увеличению стоимо­ сти напорообразующей части'и эксплуатационных расхо­ дов по ней. Расход воды, подаваемой на систему, рассре­ доточивается между одновременно работающими аппа­ ратами. С увеличением расхода, подводимого к аппарату, растут диаметры трубопроводов и стоимость сети.

Наиболее экономичным будет вариант, при котором капитальные и эксплуатационные затраты минимальны:

я д + э г = с,

95

3

(сравниваемого) варианта;

3i — эксплуатационные издержки выбранного ва­ рианта;

Pi — нормативный коэффициент эффективности ка­ питаловложений;

С— приведенные затраты выбранного варианта системы.

Проведенные расчеты позволили установить, что мини­ мальные приведенные затраты на системе с импульсны­ ми среднеструйными дождевателями будут при расходе поливных трубопроводов менее 1 л/с и расстоянии между ними 50—60 м. Проектирование систем импульсного дождевания предлагается вести в определенной после­ довательности, поэтапно.

96

денный гидрант

Рис. 47. Стационарная система для пропашных культур с выдвижными гидрантами и встроенными в них импульсны­ ми дождевателями:

Этап 1 — выявление условий проектирования. В этой первоначальной стадии ведут сбор исходных материалов для проектирования. Состав исходных для проектирова­ ния изыскательских и исследовательских параметров и требований к ним регламентируется действующими по­ ложениями.

Особое внимание при этом уделяется выявлению ус­ ловий, ограничивающих применение импульсного дожде­ вания. С возможной полнотой оцениваются: влагообеспеченность территории; ветровая характеристика массива и его мелиоративное состояние; запасы воды, их доступ­ ность, качественный состав; наличие и стоимость энергии.

Этап 2 — водохозяйственные расчеты. Суммарное водопотребление растений предлагается устанавливать для года расчетной обеспеченности по оросительной нор­ ме биоклиматическим методом [21]. Дефицит водопотребления при этом следует определять подекадно для по­ строения достаточно детальной интегральной кривой дифицита водопотребления. Удельный расход воды, необходимый для полива данной культуры, определяют по дефициту водопотребления для различных периодов вегетации. Удельный расход воды на севооборотный мас­ сив в этом случае можно найти без сложных построений и комплектования графиков гидромодуля — путем сум­ мирования удельных расходов воды для полива каждой из культур за рассматриваемый период с учетом доли участия ее в севообороте. Такой метод расчета удельной водоподачи на поле и севооборот позволяет установить

где Q c i i c t — головной расход, л/с;

q— максимальная ордината гидромодуля (удельная водоподача на севооборотный массив в критический период), л/с на 1га;

98

Этап 3 — выбор типа и расчет напорообразующей части. На этой стадии проектирования сопоставляют­ ся два технических решения: самонапорный водовод, насосная станция. При значительных уклонах местнос­ ти предпочтение (после проведения экономического сравнения) отдают варианту с самонапорным водово­ дом. По / существующим зависимостям определяют эко­ номически наивыгоднейший его диаметр.

Этап 4 — расчет элементов техники полива дожде­ ванием и выбор типа импульсного дождевателя. В соот­ ветствии с приведенными расчетными зависимостями вы­ бирают тип импульсного дождевателя и устанавливают параметры его работы (подводимый расход, интенсив­ ность дождя, радиус действия, площадь обслуживания аппаратом при выбранной схеме расстановки, длитель­ ность рабочего цикла и др.).

Этап 5 — выбор схемы расположения сети в плане.

Возможные схемы вариантов расположения сети уста­ навливают с учетом принятой организации территории, выбора числа и размеров зон в увязке с организацион­

На основании сравнения возможных вариантов планово­ го расположения сети, характеризующихся различной сте­ пенью рассредоточения поливного тока, выбирают ва­ риант с минимальным размером приведенных затрат.