11.2 Определение производительности дождевальной техники

Сезонная нагрузка на дождевальную машину или средняя площадь, обслуживаемая машиной - это площадь в гектарах, на которой машина может обеспечить заданный режим орошения, в том числе и в критический (пиковый) период водопотребления растений.

Расчетная сезонная нагрузка , га, определяется по зависимости:

(6)

где - расход дождевальной машины, л/с;

- коэффициент использования рабочего времени суток, принимается по СНиП 2.06.03-85;

- коэффициент, учитывающий возможные потери рабочего времени по метеорологическим условиям;

- коэффициент, учитывающий потери воды на испарение в зоне дождевого облака (0,91-0,87);

- минимальная продолжительность межполивного периода влаголюбивой культуры, сут;

- поливная норма влаголюбивой культуры, мм или м³/га.

Производительность дождевальной машины за 1 час - , смену - и сутки - определяется, соответственно, по формулам:

(7)

(8)

(9)

11.3 Стационарные и сезонно-стационарные дождевальные системы

Стационарными называют дождевальные системы, у которых, кроме дождевальных аппаратов, все составные части (насосная станция, оросительная сеть, основные сооружения на ней) занимают на участках постоянное положение. Стационарные системы имеют значительную металлоемкость, высокую стоимость строительства, поэтому их используют в основном для полива высокорентабельных многолетних культур. Кроме вегетационных, можно проводить освежительные, приживочные и другие специализированные поливы. Стационарные системы обеспечивают максимальную производительность труда и высокую автоматизацию полива. Для максимального разряжения оросительной сети на стационарных системах в основном используют дальнеструйные дождевальные аппараты типа ДД с турбинкой. Гидранты и стояки для присоединения дождевальных аппаратов располагают на участке по вершинам квадрата или равностороннего треугольника. Оросители прокладывают по тупиковой или закольцованной схеме. Дождевальные аппараты на оросительном трубопроводе могут работать, чередуясь по одному, группами или одновременно все.

Для водоводов используют стальные, асбестоцементные, железобетонные и пластмассовые трубы, прокладываемые на глубине 0,7-0,8 м. Высоту стояка над поверхностью почвы , м, принимают 1,2-1,5 м; а для полива высокостебельных культур и садов определяют по формуле:

(10)

где - высота дерева, м;

- расстояние от стояка до ближайшего дерева;

 - угол вылета струи по отношению к горизонтальной плоскости, град.

В садах гидранты размещают в рядах ближе к деревьям, чтобы не мешать обработке междурядий и приствольных кругов.

Автоматизированные стационарные системы включают насосную станцию с программным управлением, гидроавтоматическую или электрическую запорную арматуру на сети и (или) на дождевальных аппаратах. Запорная арматура на дождевальных аппаратах или гидрантах может иметь отдельное программирующее устройство для обеспечения работы каждого из дождевальных аппаратов или их групп в задаваемом режиме и определенной очередности.

Схемы расположения оросительной сети автоматизированной стационарной дождевальной системы с дальнеструйными дождевальными аппаратами ДД-30 и с оборудованием для гидроимпульсного управления поливом приведены на рисунке 4. Насосная станция - типовая, оросительная сеть из стальных, полиэтиленовых или асбестоцементных труб может быть выполнена тупиковой или закольцованной.

Такую стационарную автоматизированную дождевальную систему можно проектировать на блок-участках площадью до 150 га. Применение гидроавтоматических затворов позволяет рассредоточить ток воды и использовать трубопроводы меньшего диаметра, что значительно снижает удельную металлоемкость системы. Оборудование для гидроимпульсного управления поливом используют также на стационарно-сезонных системах в составе дождевального комплекта, предназначенного для автоматизированного полива с.-х. культур нормами 30-400 м³/га на участках с уклоном до 0,2 при заборе воды из самотечно-напорной закрытой сети или с передвижной насосной станцией. Комплект включает:

- гидравлическое программное устройство;

- разборные трубопроводы типа РТШ-А;

- дальнеструйные дождевальные аппараты ДД-30;

- гидрозатворы, регуляторы давления, предохранительно-сбросное устройство и гидроподкормщик.

Распределительный трубопровод укладывают по наибольшему уклону местности, а дождевальные крылья - вдоль горизонталей или под небольшим углом к ним.

Поливом управляют при помощи программного устройства, гидрозатворов и регуляторов давления. Для исключения стока большие поливные нормы можно выдавать прерывисто. Комплект монтируют на участке на весь поливной сезон, а после окончания сезона демонтируют и перевозят на место зимнего хранения.

Технико-эксплуатационная характеристика (работа с насосной станцией) стационарной автоматизированной системы:

Площадь полива, га до 48

Расход, л/с 30

Давление перед дождевальным аппаратом, МПа 0,6

Средняя интенсивность дождя, мм/мин 0,31

Дождевальные аппараты, число на 1 га 1,68

Схема расстановки по 

Трубопроводная сеть: марка РТШ-А

диаметр, мм 150

Удельная металлоемкость, кг/га 518

(с учетом подводящего трубопровода)

Обслуживающий персонал, чел 1 на 2 комплекса

Синхронное импульсное дождевание

Синхронное импульсное дождевание - одно из прогрессивных технологических направлений в дождевании для получения максимального рассредоточения поливного тока. На протяжении всей вегетации растений осуществляется подача воды на орошаемый участок в соответствии с текущим водопотреблением с.-х. культур, постоянно поддерживается на оптимальном уровне влажность активного слоя почвы и приземного воздуха. Импульсные аппараты работают одновременно на всей площади в режиме непрерывно чередующихся пауз накопления воды в гидропневмоаккумуляторах и периодов ее выплеска под действием сжатого воздуха.

На системах синхронного импульсного дождевания снижаются капитальные затраты на строительство сети напорных трубопроводов, в первую очередь трубопроводов последнего порядка, имеющих наибольшую протяженность, для устройства которых применяют трубы малого диаметра, исключается водооборот, снижаются затраты труда и потребность в сложной водораспределительной арматуре.

Синхронное импульсное дождевание используют для полива многолетних насаждений, кормовых и других культур прежде всего на крутых склонах и расчлененном рельефе, а также на маломощных почвах, подстилаемых сильно фильтрующими или практически не фильтрующими грунтами.

Технологические параметры синхронного импульсного дождевания:

Предел давления в гидроаккумуляторе ( =0,4-0,6 )

верхний , Па (4-10)10⁵

нижний , Па (2-6)10⁵

Радиус действия , м 25-40

Расход воды, подводимый к одному аппарату, , л/с 0,04-0,3

Продолжительность накопления , с 30-300

выплеска , с 1-4

Средняя круговая интенсивность, , мм/мин 0,0018

Число рабочих циклов за 1 оборот, цикл 60-90

Продолжительность одного оборота, мин 30-750

Системы СИД включают: водозаборное сооружение, насосную станцию, линии связи, систему автоматизации управления поливами, оросительную сеть с импульсными дождевальными аппаратами. Системы СИД, как правило, стационарные с подземной укладкой трубопроводов. Оросительные трубопроводы из стальных труб можно прокладывать параллельно горизонталям местности по ярусам с перепадом высот между ярусами не более 25 м. Для обеспечения работы систем в узловых точках сети в колодцах или на поверхности земли устанавливают запорно-регулирующую и измерительную аппаратуру, генераторы и усилители командных сигналов и др.

Системы СИД можно проектировать из отдельных блоков-участков, в пределах которых управление режимом работы автономное. Такой блок-участок обслуживает сезонно-стационарный комплект оборудования для синхронного импульсного дождевания КСИД-10А (рисунок 5).

Техническая характеристика комплекса КСИД-10А:

Площадь полива, га до 10

Средний расход, л/с 10

Рабочее давление импульсных дождевателей, МПа 0,55-0,3

Мах допустимое давление на входе в дождеватель, МПа 1,25

Число дождевателей, 60

в т.ч. импульсных 59

Схема расстановки дождевателей по треугольнику

Расстояние, м

между дождевателями 40-44

между линиями дождевателей 34-38

Средняя интенсивность дождя, мм/мин не более 0,02

Диаметр трубопроводов, мм

распределительных 50-100

поливных 20-32

Удельная протяженность трубопроводов, м/га 259,2

Обслуживающий персонал, чел 1 на 4 комплекта

Несколько блоков-участков могут работать от одной насосной станции. Комплект можно использовать на участках со сложным микрорельефом, с уклонами местности до 0,3 и перепадом геодезических высот до 25 м.

Расчет элементов техники полива и технологических параметров синхронного импульсного дождевания сводится к установлению требуемых числа дождевальных аппаратов на 1 га орошаемой площади и продолжительности паузы накопления.