Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.48 Mб
Скачать

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.

/ — импульсный дождеватель; 2 — сеть

трубопроводов; 3 — насос; 4 — элек­

тродвигатель; 5 — генератор импульсов; 6 — датчик заполнения

гидроакку-

мулятора; 7 — пульт управления; 8

датчик необходимости

интенсивного

полива,

 

 

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.

Техническая

характеристика комплекта

импульсного синхронного

'

 

дождевания

 

 

 

Площадь орошения, га

.

. .

.

.

0,91,0

Удельная протяженность труб

(Dy

= '/г—1"). м /га

270—-(450

Количество импульсных дождевателей

.

.

6—8

Суточная водоподача, м3 /га

 

 

 

 

40—90

Рабочий напор

(начало дождевания), м вод. ст.

50—90

Подводимый средний расход к аппарату, л/с

.

0,0650,125

Продолжительность рабочего цикла, мин .

.

1—3

Стоимость комплекта при мелкосерийном изготов­

 

лении, тыс. руб

 

 

 

1,52,5

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 •—

2 л/с на аппарат автоколебательного действия

и 0,02—

0,3 л/с на аппарат принудительного действия

(синхрон­

ное импульсное дождевание).

 

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

ного 'действия должна

быть не менее 6 с, а для аппара­

тов принудительного

действия (синхронное

дождева­

ние) — не менее 30—40 с.

 

 

При использовании

подземных гидрантов

выдвиже­

ние их стволов должно

осуществляться давлением

воды,

а заглубление — давлением воды или при помщи

меха­

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

ния сети трубопроводов и параметров

работы

системы

(напор и расход системы, количество

одновременно ра­

ботающих

импульсных дождевателей,

радиус их. дейст­

вия и схема

расстановки).

 

 

Схемы систем и варианты технических решений могут

быть различными. В зависимости от назначения

систем

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"

Рис.

44.

Стационар­

ная система

для

оро­

шения

многолетних

культур

с

 

надземной

сетью

и

стационарно

установленными

им­

пульсными

 

дожде-

иальиыми

 

аппарата­

 

 

ми:

 

а

надкроновый

по­

лив;

б

полкроновый

полив;

/

импульсный

дождеватель;

2

по­

ливной

 

трубопровод;

3

распределительный

 

трубопровод.

 

Для культур сплошного сева (зерновой,

зернокормо-

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

щать по полю импульсные дождеватели

или убирать

их

с поля вместе с поливными

трубопроводами (рис.

45).

Для пропашных культур

и

культурных

пастбищ пред­

почтительней варианты,

обеспечивающие

многократные

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:

/ —

импульсный

д о ж д е в а ­

тель;

2 —

распределитель­

н ы й

трубопровод;

3 — по­

ливной

трубопровод .

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

Piic.

46

 

.Стационарная сис­

тема

для

 

пропашных

куль­

тур,

культурных

пастбищ

и

культур

 

сплошного

сева

с

выдвижными

микрогидран­

тами для присоединения им­

пульсных

 

дождевателей

с

 

гидроаккумуляторами:

 

/

импульсный

дождеватель;

2

распределительный

трубо ­

провод;

3

поливные

трубо ­

проводы;

 

4

корпус

микро-

гидранта;

 

5

ствол микрогид­

ранта;

6

быстросъемное

со­

 

 

 

 

единение.

 

 

где Ki — величина капитальных вложений

выбранного

(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:

/ —-

распределительный трубопровод;

2

дождевальная

насадка

выдвижного подпочвенного гидранта;

3—ствол

гидранта;

4 кор­

пус

гидранта: 5 — гпдроаккумулятор:

6

поливной трубопровод .

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.

7—1975

97

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

расчетные расходы

(по

критическому

периоду) для си­

стемы и отдельных распределительных

каналов:

Q c i l C T = ~ ~

;

Ql = Nl <7ср.ПОДВ,

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;

— площадь севооборотного массива, га;

. г|

коэффициент

полезного действия системы;

Qi

— расчетный расход воды в распределитель­

Nt

ном трубопроводе, л/с;

 

 

 

— количество

одновременно

работающих

• ^

импульсных

дождевателей

на

площади,

 

подвешенной

к распределительному

тру­

 

бопроводу;

 

 

 

 

^срподв средний подводимый расход воды к

одно­

 

му импульсному дождевателю,

устанав­

 

ливаемый по величине удельной водопо­

 

дачи, л/с.

 

 

 

 

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

но-хозяйственными

требованиями

(механизированная

обработка посевов,

их очередность

и продолжитель­

ность, дальность перевозки готовой

продукции и др.).

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

Этап 6 — гидравлический расчет сети.

После

выбо­

ра схемы

расположения

сети определяют

расчетные

расходы

трубопроводов

всех

порядков,

 

выполняют

их

гидравлический

расчет

по известным

зависимостям

и

подбирают

диаметры

трубопроводов,

соответствующие

ГОСТ, с округлением в большую сторону.

Для

 

систем

синхронного

импульсного

дождевания

 

потери

напора

по длине рассчитывают для момента начала

и

оконча­

ния заполнения

гидроаккумуляторов.

 

 

 

 

 

 

Этап 7 — программа

 

работы

импульсных

дожде­

вателей на системе. В соответствии с выбранным

режи­

мом работы

импульсных

 

дождевателей

 

и ходом

водо­

потребления

сельскохозяйственных

культур

составляют

программу работы головной насосной станции

(регули­

рование производительности)

и импульсных

дождевате­

лей на всех зонах системы

(сроки

и очередность

начала

работы, длительность

пауз накопления

и

периодов вы-

т

99

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ