Возможные улучшения систем дождевания

Возможные улучшения систем дождевания. Импульсные дождевальные системы отличаются от обычных тем, что работают в режиме прерывистой (импульсной) подачи воды на орошаемую поверхность поля. Основные элементы такой системы: напорообразующий узел (насосная станция), маги¬стральный, распределительные и оросительные трубопроводы, им¬пульсные дождевальные аппара¬ты. Импульсный дождевальный аппарат («дождевальная пуш¬ка») отличается от обычного тем, что его рабочий цикл состо¬ит из двух непрерывно чередую¬щихся периодов: периода накоп¬ ления воды в аппарате, периода выплеска (выброса) ее под дей¬ствием сжатого воздуха.

Рис. 5. Схема импульсного дожде¬вального аппарата: 1 — ствол; 2 — поршень; 3 и 4 — клапаны; 5 _ пружина; 6 — гидроаккумулятор.

Известны импульсные дожде¬вальные аппараты двух типов: автоколебательного действия; принудительного действия. Первые способны обеспечить лишь такой режим работы, при котором пери¬од накопления только в 5 10 раз больше периода выброса воды, вследствие чего расход воды не может быть меньше 0, 5 1 л/с; вторые обеспечивают режим работы, при котором период накоп¬ления в 50 200 раз больше периода выброса, вследствие чего подводимый расход воды может быть снижен до 0, 1 л/с и менее, а средняя интенсивность дождя может находиться в пределах 0, 01 0, 002 мм/мин. Наибольшее распространение получили дож¬девальные аппараты второго типа, работающие в «ждущем режиме» по сигналам понижения давления в трубопроводной сети. Система дождевания с аппаратами принудительного действия, помимо перечисленных выше основных элементов, включает еще и генератор командных импульсов, работающий в автоматическом режиме. Импульсный дальне- или среднеструйный дождевальный аппарат, работающий по сигналам понижения давления в трубо¬проводной сети (рис. 5), состоит из трех основных элементов: ре¬зервуара (гидроаккумулятора) 6, запорного устройства 2, 3, 4 и 5 и ствола 1 с соплом.

Вода под высоким давлением, но с малым рас¬ходом подается в гидроаккумулятор 6, где постепенно накаплива¬ется. В период накопления воды клапаны 3 и 4 закрывают проход в ствол 1, и вода не может выйти через него. По мере поступления воды находящийся в гидроаккумуляторе воздух сжимается, давле¬ние его повышается.

При достижении верхнего давления Ящах гене¬ратор командных импульсов сбрасывает давление в напорной сети, вследствие чего под действием сжатого воздуха клапаны 4, а затем 8 открываются и происходит выброс накопленного объема воды— «выстрел». В момент выстрела срабатывает механизм вращения, и корпус аппарата поворачивается на заданный угол. Сра¬батывание всех дождевальных аппаратов происходит синхронно. Клапан 4 закрывается под действием пружины 5 при падении давления в гидроаккумуляторе до нижнего предела Нмин. Клапан S закрывается под действием поршня 2 при повышении давления в сети, после чего цикл повторяется.

Продолжительность периода накопления воды в гидроаккумуляторе составляет от 50 до 300 с. Давление Нмакс и Нмин и. диаметр выходного отверстия сопла d выбирают, исходя из необходимой дальности полета струи R и от¬ношения Hмакс/d, определяющего диаметр капель, на которые рас¬падается струя. При импульсном дождевании дальность полета струи значи¬тельно больше, чем при непрерывном истечении.

Она зависит от Hmax, d, угла наклона ствола к горизонту, вместительности гидро¬аккумулятора, продолжительности выстрела.

Вместимость гидроаикумуляторов составляет от 15 до 500 л, верхний предел давле¬ния Нмакс—от 0, 4 до 1, 0 МПа, радиус действия (дальность полета струи) —от 20 до 70 м. По объему выброса воды за один рабочий цикл различают аппараты малого (до 3 л), среднего (от 3 до 10л) и большого (более 10 л) объемов выброса.

Наиболее распростра¬нены аппараты среднего объема выброса. Так как импульсные дождевальные аппараты работают с подводимыми расходами (0, 1 2 л/с), во много раз меньшими, чем обычные (10 40 л/с), то это позволяет в 5 8 раз уменьшить диаметры водоподводящих трубопроводов и применить насосно-силовое оборудование малой мощности, в результате чего капитальные затраты на строитель¬ство снижаются более чем в 3 раза. Так как диаметр водоподво¬дящих трубопроводов составляет 12 30 мм, то возможно приме¬нение пластмассовых труб с укладкой бестраншейным способом.

Резкое снижение интенсивности дождя позволяет использо¬вать импульсные дождевальные системы для орошения склонов с почвами низкой водопроницаемости, исключает эрозию; так как почва не переувлажияется, то почвенная корка не образуется и отпадает необходимость в послеполивной обработке почвы. 4.2 Системы капельного орошения дают еще большее рассредоточе¬ние поливного тока, так как позволяют локально подводить воду к каждому растению в виде отдельных капель с помощью точеч¬ных микроводовыпусков—капельниц.

В систему капельного оро¬шения (рис. 399) входят: контрольно-распределительный блок 1 8, магистральный трубопровод 9, распределительные трубопро¬воды 10, капельницы 11. Контрольно-распределительный блок, как правило, включает в себя мотор 1, насос 2, задвижку 3, фильтр 4, водомер 5, манометр 6, бак-смеситель 7 и инжектор 8. Системы капельного орошения проектируют обычно с напо¬ром 0, 07 0, 28 МПа. Низконапорные системы считаются предпоч¬тительнее, так как в них можно применять более дешевые трубы и капельницы большего диаметра, что уменьшает вероятность их забивания.

Для создания необходимого напора используют насо¬сы небольшой мощности и производительности, водонапорные башни, а иногда и просто перепад отметок между источником во- Рис. 6. Схема системы капельного орошения: 1—двигатель; 2—насос; 3— задвижка; 4 — фильтр; 5 — водомер; 6 — манометр; 7 — бак-смеситель; 8 — инжектор; 9 — магистральный трубопровод; 10 — распределительный трубо провод; 11—капельница; 12—растение. доснабжения и орошаемой площадью (самотечные системы). Ма¬гистральный 9 и распределительные 10 трубопроводы монтируют, как правило, из полиэтиленовых труб обязательно черного цвета (для предотвращения развития водной растительности), первые-диаметром 38 51 мм, вторые—от 6 до 19 мм. Трубопроводы в низконапорных системах монтируют без соединительных муфт, встав ляя трубы одна в другую.

Расстояние между распределительными трубопроводами — от 0, 8 м для полевых культур до 6 м для плодово-ягодных и соответствует ширине междурядий. Капельницы изготавливают из пластмассы темного цвета с расходом от 1 до 15 л/ч. Их конструкции весьма разнообразны.

Наиболее простая представляет собой микротрубку из полиэтиле¬на высокой плотности с внутренним диаметром от 0, 3 до 2, 0 мм; регулирование расхода — за счет изменения потерь на трение, т. е. путем изменения длины микротрубки.

Более надежна в смысле предотвращения забивания капельницы с отверстием большого диаметра, состоящая из цилиндра и ввернутой в него пробки. Про¬странство между нарезкой пробки и внутренней резьбой цилиндра образует спиральный проход, по которому идет вода. Вворачивая или выворачивая пробку, изменяют длину пути, а следовательно и расход воды. Вытекая каплями, вода увлажняет почву в виде зо¬ны эллипсовидной формы глубиной около 1 м и шириной до 2, 6 м с выходом на поверхность у основания ствола дерева. При этом почва в междурядьях поддерживается в сухом состоянии, что соз¬дает неблагоприятные условия для роста сорняков.

Уменьшение объема увлажняемой почвы позволяет экономить воду и приводит к формированию менее разветвленной корневой системы, дающей возможность уплотнить посадки и повысить продуктивность.

Этот способ обеспечивает наиболее высокую отдачу урожая на единицу затраченной воды и удобрений, так как обеспечивает оптимальный водный и питательный режим почвы, позволяет полностью автома¬тизировать подачу воды в соответствии с потребностями сельско¬хозяйственных культур. В рассматриваемых системах, однако, пока еще высока первоначальная стоимость и есть вероятность закупор¬ки капельниц из-за естественного загрязнения воды. Качество и надежность полива зависят от конструкций ка¬пельниц 19. Они могут быть выполнены в виде полиэтиленовых микротрубок диаметром 0, 3 2 мм и нарезных пробок, а также диафрагменными, мембранными и поплавковыми. Наиболее совер¬шенные капельницы снабжены несколькими водовыпусками и обо¬рудованы устройствами для стабилизации расхода при перемен¬ном давлении в сети и самоочистки микроканалов от взвешенных наносов.

Применение капельного орошения особенно перспек¬тивно в районах с ограниченными водными ресурсами, а также на участках с изрезанным рельефом и крутыми склонами с большими перепадами высот (до 60 м). Машины для внутрипочвенного орошения.

Вода с помощью труб-увлажнителей или специальных рыхлительных рабочих ор¬ганов вводится непосредственно в корнеобитаемый слой почвы. Системы с использованием труб-увлажнителей могут быть без¬напорными и напорными. В первом случае система действует без машин, во втором - используются насосные установки общего назначения. Машинный способ основан на применении рыхлительных рабо¬чих органов с водопроводящими каналами, через которые вода попадает в междурядья на глубину рыхления, соответствующую глубине расположения корневой системы растений.

По способу подвода воды такие машины подразделяют на два типа: с проходным и наматываемым трубопроводами. В первом случае гибкий трубопровод, снабженный пружинными водовы¬пускными клапанами, укладывают вдоль пути машины и про¬пускают через водоприемное нажимное, смонтированное на машине устройство. В процессе движения машины посредством последнего открывают пружинные клапаны и вода поступает сначала в бак, а затем через рабочие органы в корнеобитаемый слой почвы. Во втором случае трубопровод, один конец кото¬рого присоединен к гидранту, а другой к приемной колонке машины, наматывается на барабан с реверсивным приводом или сматывается с него в зависимости от направления движения.

Для подпочвенного полива деревьев и кустарников применяют машины с рабочими органами в виде гидробуров. 5