Дальнеструйная дождевальная навесная машина ДДН-70 и

ДДН-100 арегатируется с тракторами ДТ-75М, ДТ-75 и Т-74. Воду для полива берут из временных оросителей которая нарезаются через 100 метров. Машина оборудована приспособлением для внесения удобрений – гидроподкормщиком (рис 6.25). В таблице 6.9 приведены техническая характеристика агрегата.

 

Таблица 6.9 Навесные дальнеструйные машины.

Параметры	ДДН-70	ДДН-100
Расход воды, л/с
Радиус полива по крайним каплям (при ветре до 1 м/с), м	69,5	85,0
Расстояние между оросителями, м
Расстояние между позициями, м, при поливе: по кругу по сектору (240о)
Средний слой дождя (с перекрытием), мм/мин, при поливе: по кругу по сектору (240о)	0,217…0,325 -	0,31…0,38 0,57…0,65
Средний диаметр капель, мм	1,5	1,5

 

 

Рис 6.25 ДДН-100 навесный на

трактора Т – 150К

Агрегат может работать как по кругу так и по сектору (рис 6.26).

 

 

Рис 6.26 Технологическая схема работы агрегата ДДН-100

а) по кругу; б) по сектору; 1 – временный орошения; 2 – дорога.

 

Самым важным показателем при использовании дождевальных установок является интенсивность дождя и диаметр капли дождя. Поэтому их необходимо определить расчетным путем и сопоставить с паспортных данными.

Интенсивность дождя - это количество дождя выпадающие на поверхность земли за 1 минут, измеряется в мм/мин. Бывает два вида интенсивности: фактический и средний.

Фактическая интенсивность (р) это скорость впадения капли дождя в конкретную точку земли. Она определяется по формуле:

При выборе дождевальной техники ориентируется на среднюю интенсивность дождя.

, ;

тогда,

где, - средний слой дождя впитавшаяся на известную площади (F), мм;

- время за которые выпала дождь слоем , мин;

- расход воды агрегата, л/с.

Для дождевателей работающие не одном месте (КИ-50; «Радуга», «Сигма», «Волжанка», «Днепр») средняя интенсивность определяется по формуле:

,

где, в и l – длина и ширина увлажняемого участка при нахождении агрегата на одной позиции.

Для дождевателей работающие в движений (ДДА-100МА, «Кубань-М», «Фрегат», «Бригантина») средняя интенсивность дождя определятся по формуле

,

где, и - длина и ширина увлажняемой площади, м;

- проходной путь агрегата за 1 минуту, м.

Средняя интенсивность дождя сравнивается со скоростно влитывания воды в почву. Одним из эффективных показателей дождеваний является продолжительности полива. Она зависит от марка машины.

Для агрегатов ДДН-70, ДДН-100 продолжительность полива определяется

,

а для «Днепр» и «Волжанка»

,

где, - поливная норма, м³/га;

- средняя интенсивность дождя, мм/мин;

- коэффициент учитывающий испарения дождя;

- скорость вращения насадки, м/мин.

 

Для агрегата ДДА-100МА сначала необходимо определить сколько раз () он будет проходить на одном бьефе, т.е.

,

где, - слой дождя за один проход, мм. Желательно чтобы значения () был несчетные число, в этом случае не будет холостого хода.

Количество дождя за один проход () определяется по зависимости

где, - продолжительность работы агрегата на одном бьефе. , час.

- длина бьефа, м;

- скорость движения агрегата, м/час. (400 м/час)

 

Длина бьефе () определяется по формуле:

,

где, - строительная глубина временного оросителя, м (0,75-1,3 м);

- минимальный горизонт воды во временном оросителе (0,3м);

- высота верха временного оросителя над уровнем воды в нем (0,1-0,15 м);

- уклон по длине временного оросителя (0,001-0,002).

Для агрегата «Фрегат» продолжительность работы на одном гидранте определяется по формуле

;

где, - площадь полива с одного гидранта, м²;

- поливная норма, м³/га;

- расход агрегата, л/с;

- коэффициент учитывающий климатических условий;

- коэффициент использовая времени смена;

- коэффициент учитывающий испарения.

Для агрегата «Кубань-М» продолжительность полива определяется по формуле:

,

где, - площадь участка, га;

- потери времени за сутки;

- коэффициент (0,8-0,95);

- расход агрегата, л/с;

- поливная норма, м³/га;

- коэффициент учитывающей испарения.

Производительность труда при орошении дождеванием определяется по формуле:

,

где, К – коэффициент чистого использовая времени .

Производительность дождевания за сезон определяется по одной из формуле:

через значении гидромодуле ,

 

через поливную норму ,

 

через суточного объеме воды ,

где, - максимальная ордината графика гидромодуль, л/с га;

- минимальное значения межполивного периода, сут;

- суточный объем воды, м³/га;

- коэффициент учитывающий потери рабочего времен из за погодных условий;

- коэффициент учитывающий потери времени во время перемещения с одной позиции в другой;

- коэффициент.

Площади поливаемый агрегатом «Кубань-М» за сезон определяется по формуле:

,

где, - нехватка воды во время интенсивного водопотребления растении, мм.

,

где, - количество смен;

- продолжительность смены, час;

- коэффициент использовая рабочего времен;

- коэффициент учитывающий потери времен не по вине агрегата;

;

где, - остановка работы по причине отказа работы насоса;

- коэффициент учитывающий потери на испарения. ;

- потери на испарения 5-6%;

Необходимо количество дождевальных агрегатов определятся по формуле:

,

где, - площадь орошения, га;

- сезонная производительность агрегата, га;

6.5 Подпочвенное орошение.

 

При подпочвенном способе орошения увлажняется нижние слой почвы, поверхность земли остаются сухими. Воду в почвенные слой подают специально устроенные увлажнителями. Они располагается на глубине 40-45 см. В увлажнителях имеются многочисленные отверстия, через которой влагу всасывает грунт. Чем суше почва тем больше всасывания. Растения в свою очередь питается этой влагой. Подпочвенный полив бывает 2-х видов: безнапорный и напорный (рис 6.27).

 

 

Рис 6.27 Напорная и безнапорная подпочвенная система орошения

а) безнапорная; б) напорная;

1 – увлажнители; 2 – засыпной песок; 3 – закрытый трубопровод;

 

Диаметр увлажнителей бывает 5-7,5 см. Их изготавливают из пластмассовых труб. Длина увлажнителей 100-300 метров. (рис 6.28).

 

 

Рис 6.28 Схема полива подпочвенным способым 1 – вода; 2 – водораспределителность; 3 – временный ороситель; 4 – передвижной щит; 5 – увлажнительные трубы; 6 – граница участка и дорога;

 

 

Подпочвенный способ полива имеет следующие преимущества:

● Поверхность земли остается без изменения;

● Не требуется планировки участка;

● На поверхности не образуется корки и не нарушается кислородный режим почвы;

● Вода и удобрения подается непосредственно в корневую зону растений;

● Не препятствует работе сельскохозяйственные машин;

● Издержки при поливах уменьшается;

● Повышается коэффициент использования земли;

Имеется следующие недостатки:

● Требуется значительные инвестиционные вложения на их строительства;

● Недостаточно исследованы;

● Ставится высокое требование к качеству воды.

К подпочвенному орошению ставится строгое требования: глубина укладки увлажнителей должна быть в пределах 0,4-0,5 м, напор воды в нем должен быть 0,5 м, на каждое 100 м длины расход воды составляет 0,002-0,13 л/с, длина увлажнителей от 50 до 100 метров, а расстояния между ними 1-3,5 м. На рисунке 6.29 показан технология увлажнения почв.

Рис 6.29 Технология увлажнения при подпочвенном орошении.

а) подача воды без напора; б) напорная подача воды;

Расчет подпочвенного полива

 

1. Расстояния между увлажнителями (В).

,

где, - расход воды в л/с на 1 погонный метр увлажнителя;

- коэффициент поглощения, м/с;

- коэффициент зависящий от почвы; 1,0

- объемная масса грунта;

2. Длина увлажнительных труб ()

, м

где, - расход воды в голове труб, м³/с;

- скорость водопроницаемости, м/с;

3. Объем воды поглощенные почвой ()

,

где, - диаметр труб, мм;

- рабочая площадь труб, м²;

- коэффициент водопропуска;

- напор воды в трубе, м;

- показатель. Он принимается 0,7-0,9. при самотечном поливе.

 

Капельное орошения.

 

Капельное орошения обеспечивает локальное увлажнения, т.е увлажняется только под кроновое зона растении с помощью специальных капельниц (рис 6.30)

 

Рис 6.23 Общий вид капельного орошения.

1-подводящий канал; 2-насос; 3-задвижка; 4-фильтр; 5-водомер; 6-манометр;

7-устройство для смешения и подачи удобрений; 8-магистральный трубопровод;

9-распределительный трубопровод; 10-поливной трубопровод; 11-водовыпуск-капельница; 12-клапан для регулирования давления и расхода.

 

Капельное орошения имеет следующие преимущества.

1. Вода подается в нужном количества.

2. Воду можно подавать непрерывно в течении вегетации.

3. Увеличивается урожайность.

4. Происходит экономия воды на 50% на сравнению с поверхностным полива.

5. Нет надобности в тщательной планировке поверхности земли.

6. Повреждение растении не происходит.

7. Нет надобности в дренаже.

Имеет некоторые недостатки.

1. Часто засоряется капельницы.

2. Строительства очень дорого.

3. Необходимо энергообразующая установка и фильтр для воды.

На песчаных почвах требуется ежедневный полив, а на тяжелых почвах два раза в неделю. Ежедневный норма вода подачи должна быть ровна ежедневному расходу воды.

Ежедневный объем подачи воды определятся по формуле:

где, - суточный объем подачи м³/га сутки;

- коэффициент зависят от погодных условий и от фазы развития растений;

- коэффициент учитывающий потери воды на испарения во время поливов;

- коэффициент учитывающий поглотительной способности почвы;

- расход воды за сутки м³/га сутки.

Существующая капельная система очень дорого. При строительства на каждой 1 га требуется 9-10 тыс.$ США инвестиционные вложения. Не каждому фермеру под силу приобрести такую систему. Существующие капельники работают при напоре воды 2-3 м. Поэтому принимают напорные трубы. Они очень дорого. В Казахстане предложена низконапорная капельная система БСКО с безнапорной капельницей (рис 6.31, 6.32).

 

Рис 6.31 Капельница Рис 6.32 Безнапорная система капельно

го орошения.

В этой системе упрощена конструкция капельницы и снижены стоимости системы, трудоемкости ее обслуживания и повышены надежности работы капельницы.

Управляющим по подачи воды в систему является тот же задающийся устройство, применяемое в системе инъекционного полива.

Здесь мы проводим порядок подключения системы к работе.

На чертежах изображены предлагаемая конструкция капельницы в разрезе и безнапорная система капельного орошения (БСКО) с предлагаемой капельницей.

Капельница состоит из штуцера 1, соединенного одним концом с поливным трубопроводом 2, а другим концом с мягкой и упругой резиновой трубкой 3, крышки 4, имеющей конусообразный выступ 5, располагающейся внутри резиновой трубки 3 и отверстия 6, контргайки 7, прокладки 8. Крышка 4 имеет свободу перемещения по оси относительно штуцера 1.

Система БСКО состоит из поливных трубопроводов 2 с капельницами 9, распределительного трубопровода 10, на который подсоединен гидроаккумулятор 11 со штуцером 12. Распределительный трубопровод 10 имеет запорный орган 13. Система снабжена также переносным пневмоаккумулятором 14.

Система БСКО работает следующим образом.

Перед проведением полива производят наполнение поливной трубопроводной сети 2 системы водой, подачей ее из головной части самотеком, под имеющимся незначительным перепадом (15-20 см) и выпуском воздуха из сети в атмосферу. При этом крышка 4 капельницы системы находится в крайнем правом положении, соответствующем закрытому состоянию капельниц.

С окончанием поверхности наполнения трубопроводной сети водой приступают к запуску капельниц в работу. Для чего путем постепенного откручивания крышки 4 капельницы 9 производят регулирование взаимного расположения конусного выступа 5 и выходного сечения резиновой трубки 3 с целью достижения каплеобразования.

При постепенном откручивании крышки 4 достигается нужная степень прилегания кольцевой стенки отверстия резиновой трубки 3 к конусной поверхности выступа 5, крышки 4, где будет образовываться зазор, обеспечивающий нужный расход капли. После окончания регулировки с целью исключения изменения положения крышки зафиксирует ее контргайкой 7.

Отрегулированный расход воды посредством отверстия 6 в крышке 4 подается в виде капли к корням растений.

При изменении значения водопотребности растений в период вегетационного полива расход воды через капельницы изменяется путем изменения рабочего напора в системе.

Расчет система капельного орошения.

Особо важным при расчете капельного орошения является водоподача на почву, покрытья дефицита водного баланса в наиболее напряженный период, подержания влажности заданного объема почвы на минимальном уровне и исключения сброса воды на глубинную фильтрацию.

Первое условие будет выполнено, если

,

где, — удельный расход (гидромодуль) системы капельного орошения, л/с. га;

— расчетный гидромодуль орошаемой культуры, л/с.га.

Удельный расход (гидромодуль) системы капельного орошения определяется по формуле:

,

где, — расход одной капельницы, л/час;

— число капельниц на Ι га орошения.

 

Для проектируемой систем ( га) при установки одной капельницы на дерево, число капельниц на гектар составляет в среднем 550 штук.

Средний расход одной капельницы в дальнейших расчетах использована 4 л/час. Подставляя это значение в формулу, получим

л/с. га

Расчетное значение гидромодуля орошаемой культуры определяем обычно биоклиматическим методом с учетом того, что при капельном орошена нужно поддерживать оптимальную влажность почвы не на всей площади, а только на ее части: (локальное увлажнение)

,

где, — максимальное суточное водопотребление расчетной обеспеченности, м³ /га;

— коэффициент относительного увлажнения площади.

Расчет максимального суточного водопотребления сада приведен в таблице 6.10. При этом за культуру — аналог при определении значений личных дефицитов водопотреблений принята сахарная свекла, а значение дефицитов водопотребления сада получены по формуле:

,

где, —месячный дефицит водопотребления сада, м³/га.мес;

— то же для сахарной свеклы

—месячные средневзвешенные значения биотических коэффициентов сада и сахарной свеклы.

Значения биотических коэффициентов и месячных дефицитов водопотребления сахарной свеклы приняты по «Справочнику гидротехника» издания 2, «Кайнар», Алма-Аты», 1972).

 

Таблица 6.10 Расчет суточной водопотребления сада (коэффициент естественного увлажнения К=0,6)

месяц	YI	YII	YIII	IX
Сах.свекла	0,72	0,93	1,12	1,12
Сад	0,79	0,98	1,50	1,12
Сах.свекла
Сад

 

Максимальный дефицит водопотребления расчетной (75%) обеспеченности наблюдается в августе и равен 1554 м³/га, при этом суточное возпотребление равно:

 

м³/га

По схеме посадки деревьев в ряд через 2 м и установке одной капельницы на каждое дерево контуры увлажнения вдоль ряда в условиях суглинистых грунтов участка будут смыкаться, поэтому будет увлажняться полоса шириной В=2м.

На проектируемом участке капельного орошения имеются террасы длиной 4 и 6 метров, соответственно, с одним и двумя рядами деревьев. Поэтому средний коэффициент увлажнения данной площади определяется по формуле:

где, В—ширина увлажняемой полосы, м; В=2м;

, — ширина террас, м;

, — доля террас шириной соответственно ; ;

— доля площади, занимаемая террасами

 

Зная максимальное суточное водопотребления и коэффициент относительного увлажнения площади, определим расчетное значение гидромодуля по формуле:

л/с га

, то система капельного орошения с принятой схеме растоновки капельниц обеспечит покрытие дефицита водного баланса орошаемой культуры, причем одновременно могут работать не все капельницы, т.е. полив можно осуществлять тактами по зонам. Количество поочередно работающих зон можно определить из соотношения:

Поскольку система капельного орошения в Казахстане проектируется впервые, то из соображений возможных поисков рациональной технологии полива с некоторым запасом принимаем три зоны =3

Потребная величина водоподачи на систему определена по формуле:

,

где, —расчетный расход, л/с

F_нетто—плошадь орошения нетто, га

Получаем:

м³/час

Таким образом, производительность существующей насосной станции вполне соответствует потребному расходу воды и для дальнейшей ее эксплуатации необходимо лишь произвестности капитальный ремонт НС и автоматизировать ее работу и аварийную защиту.

Режим водоподачи назначают из условия компенсации системной суточного водопотребленрия, которой определяется по формуле:

час

Это значит, что продолжительность работы каждой из трех зон при дневном поливе составляет 5 часов, длительность работы всей системы —15 часов в сутки.

Коэффициент загрузки системы при условии полного обеспечения водой ратевий и круглосуточной работы системы в самый напряжений период вегетации составляет:

Около 37,5% рабочего времени могут быть использованы на ремонт и неполадку системы, а также для создания необходимых запасов влаги в почве на длительный период простоя.

При использовании капельной системы орошения в производственных условиях очень важно установлении режима орошения. Ряд исследователи считают, что главным показателем, позволяющий впрямую перейти к определению сроков, нормы и продолжительности межполивных периодов растений является суточное водопотребление.

Суточное водопотребление определяется по формуле:

, м³/га,

где, - испаряемость по Н.И.Иванову;

- биологический коэффициент;

- коэффициент, учитывающий степень не сплошного увлажнения почвы.

Применяя известную формулу Н.И.Иванова определяется по формуле:

, м³/га сут

где, - среднесуточная температура воздуха, С⁰;

- среднесуточная влажность воздуха, %;

- коэффициент учитывающий степень не сплошного увлажнения почвы, который определятся по формуле:

,

где, - площадь капельного увлажнения на одном гектаре, м²;

- площадь в одном гектаре – 10000 м².

,

где, Д – диаметр увлажнения у поверхности почв, м.

Объем увлажненного слоя:

, м³

где, - глубина увлажнения.

Поливная норма устанавливаются по зависимости:

,

где, - элементарная поливная норма, м³/куст;

- число растений на одном гектаре.

Элементарная поливная норма определяется по формуле:

, м³/куст

где, - продолжительность увлажнения расчетного слоя почвы, мин.

 

Значения должна быть определена на специальной установке, позволяющий наблюдать контуры и объемы увлажнения расчетного слоя почвы. Например, для сероземных почв среднего механического состава в нашем опыте расчетный слой (50 см) при поддержания пред поливной влажности 70% НВ и при поливе одной капельницей увлажнялся в среднем за 240 минут.

Межполивные периоды (Т) определяется по зависимости:

,

Число полива (N) определяется по зависимости:

,

где, N – число дней в месяце.

Расчеты поливного режима по описанной методике приведены в таблице 6.11.

 

 

Таблица 6.11 Поливной режим томата при капельном орошении по предлагаемой методике.

Показатели	май	июнь	июль	август	полив
, м3/га
, м3/га	18,6
, сут		5,5	4,5
, полив

Импульсное орошения.

 

В основном используется для полива садов и виноградов. Вода с помощью специального аппарата «Роса-3» через определенные время импульсно сбрасывает воду до 25 м с расходом 25-27 метр/сек. За это время ствол-насадка поворачивается на 10 градусов. Импульсные аппараты бывают разные (рис 6.33).

 

 

 

Рис 6.33 Импульсные аппараты конструкции КазНИИВХ

а) 1 – гидроаккумуляторы; 2 – регулирующая стойка; 3 – опорное ножки;

4 – корпус; 5 – стакан; 6 – ушка; 7 – сопло; 8 – опора; 9 – пробка; 10 – резиновый манжет; 11 – отверстия; 12 – поливная труба; 13 – гибкая шланга; 14 – трос; 15 – земляная опора; 16 – аппарат «Роса-3» б) 1 – гидроаккумулятор; 2 – опора; 3 – аппарат «Роса-3»; 4 – мембрана; 5 – крышка; 6 – трубопровода.

С помощью высоконапорных насосных станции можно обеспечить работу множеств аппаратов «Роса-3». На рисунке 6.34 представлен схема импульсный система руработанный КазНИИВХ

 

Рис 6.34 КСИД-10С импульсное дождевания

1 – насосная станция; 2 – импульсный напорный генератор; 3 – вакуумный насос; 4 – пульт управления; 5 – дождеватель импульсный; 6 – поливной трубопровод; 7 – распределительный трубопровод; 8 – командный импульсный дождеватель; 9 – аванкамера.