Орошение сельскохозяйственных культур дождевальными машинами

Важным при выборе типа дождевальной машины является вопрос о структуре и интенсивности искусственного дождя. Интенсивность дождя выбранного агрегата должна соответствовать водопроницаемости почвы. На тяжелых почвах она должна быть не более 0,1-0,2 мм/мин, на средних – 0,2-0,3 мм/мин, на легких – не более 0,5-0,8 мм/мин. Диаметр капель дождя должен быть, в зависимости от проницаемости почвы, не более 1-2 мм.

При выборе дождевального агрегата, кроме интенсивности дождя, учитывают тип почв, площадь орошаемого поля, конфигурацию, рельеф и культуры (таблица 6.1).

При выборе агрегата необходимо сопоставить фактические размеры орошаемой площади с сезонной нагрузкой, указанной в технической характеристике для каждого агрегата.

ДФ-120 «Днепр»

Предназначена для полива любых сельскохозяйственных культур на участках с уклоном не более 0,05.Она состоит из водопроводящего пояса, расположенного на опорных тележках, на каждой из которых установлено по два среднеструйных аппарата «Роса – 3», электропривода и передвижной электрической станции, смонтированной на колесной тракторе КМЗ- 6Л с ходоуменьшителем  СН- 5А.Дождеватель работает позиционно. Забор воды производится из гидрантов закрытого распределительного трубопровода, установленных через 54 м. Расстояние между трубопроводами 900 м. Площадь, поливаемая с одной стоянки, составляет около 2,5 га.

Продолжительность каждой стоянки дождевателя зависит от поливной нормы: при норме 100 м3/га она 35 мин; 200 м3/га – 70 мин; 300 м3/га – 105 мин. и т.д. После выдачи необходимого количества воды производится смена позиций.

Таблица 6.1

Условия применения дождевальной техники с учетом рельефа, типа почв и культур

Дождевальная техника	Средняя интенсивность дождя с учетом перекрытия, мм/мин	Рекомендуемые		Максимально допустимые уклоны поверхности поля
		почвы	культуры, угодья
«Днепр»	0,28	Супесчаные, легко-, средне- и тяжелосуглинистые	Овощные, технические, зерновые, пастбища	0,05

Таблица 6.2

Техническая характеристика среднеструйной дождевальной машины ДФ- 120 «Днепр»

1. Допустимый уклон	0,05
2. Расход воды, л/с	120
3. Напор воды, м	45
4. Скорость движения агрегата  при дождевании, км/час	0,49
5. Ширина захвата, м	450
6. Эффективный радиус действия струи, м	40
7. Расстояние между смежными позициями  или гидрантами, м	54
8. Расстояние между каналами и  трубопроводами, м	900
9. Площадь полива с одной позиции, га	2,34
10. Время полива с одной позиции  при = 300 м3/га, мин	105
11. Средняя интенсивность дождя, мм/мин	0,28
12. Коэффициент использования времени	0,86
13. Обслуживающий персонал, чел.	-
14. Сезонная нагрузка, га	100-120
15. Характер работы и система  водозабора	ПЗС

ПЗС- позиционный из закрытой сети.

6.1. Расчет элементов техники полива дождеванием.

После выбора дождевального оборудования рассчитываю:

1. Количество дождевальных машин, необходимых для полива участка:

шт             (14)

где: ωнт– площадь орошаемого участка, га;

Wсезон. – сезонная производительность машины, га.

2. Расчетный расход оросительной  системы:

а) нетто Qнт.сист. = Nqд.м., л/с (15)

где: N – число дождевальных машин, шт;

q – секундный расход дождевальной  машины, л/с.

б) брутто Qбр.сист. =    л/с, (16)

где: η – коэффициент полезного действия системы.

На больших орошаемых участках принимается:

- для закрытой сети – 0,9-0,95.

З. Для позиционной среднеструйной дождевальной машины «Днепр» рассчитываю:

а) площадь полива агрегата или крыла с одной позиции:

ωп =  l·b,    м2              (17)

где:l – длина захвата, м;

b – ширина захвата, м.

б) время полива на одной позиции:

 мин (18)

Таблица 6.3 Расчет элементов техники полива для машины «Днепр»

№ поля	Культура	Поливная норма m, м3/га	Площадь полива с одной позиции ωn, га	Продолжительность
				Стояния на Позиции t, мин	Общая продолжительность полива с переменной позиции общ.=t + 10 мин
1	Морковь	280	2,5	100	110
		300		107,14	117,14
		200		71,43	81,43
		200		71,43	81,43
		220		78,6	88,6
		220		78,6	88,6
		230		82,14	92,14
		230		82,14	92,14
		230		82,14	92,14
		230		82,14	92,14
		230		82,14	92,14
		230		82,14	92,14
		230		82,14	92,14
		230		82,14	92,14
2	огурец	150	2,5	53,6	63,6
		150		53,6	63,6
		160		57,14	67,14
		180		64,3	74,3
		200		71,43	81,43
		230		82,14	92,14
		250		89,3	99,3
		290		103,6	113,6
		330		117,6	127,6
		350		125	135
3	Капуста средняя	150	2,5	53,6	63,6
		160		57,14	67,14
		200		71,43	81,43
		230		82,14	92,14
		300		107,14	117,14
		200		71,43	81,43
		200		71,43	81,43
		190		67,9	77,9
		190		67,9	77,9

 

7. Проектирование оросительной  сети в плане и

Организации орошаемой площади.

Исходя из задания, а, также учитывая рельеф орошаемого участка, устанавливаю его границы и размещаю поля севооборота.

Севооборот трехпольный овощной с набором культур: огурец, капуста средняя и морковь. 

Заполняю ведомость характеристик полей орошения с присвоением номеров каждому полю севооборота соответствующих им сельскохозяйственных культур (табл.).

Коэффициент земельного использования (КЗИ) рассчитывается:

КЗИ = , (19)

 

 

 

Таблица 7.1 Характеристика полей орошения.

№ поля севоо-борота	Культура	Размеры полей,м		Площадь нетто, ωнт, га	Отчуж- дения, га	Площадь брутто, ωбр, га	КЗИ
		Длина	Ширина
1	2	3	4	5	6	7	8
1	морковь	1086	460	49,4	0,55	50	0,98
2	огурец	1086	460	49,1	0,87	50	0,98
3	Капуста поздняя	1086	460	48,1	1,85	50	0,96
Итого				146,6	3,27	150

 

Sнт = Sбр – Sотч. (20)

 

Sотч. = Sдорог + Sлесополос (21)

 

          Первое поле: Sg= 460м x3м =1380м2

Sлп=460м х 3м х 3м= 4140 м2

Sотч= 1380м + 4140м = 5520 м2=0,55 га

Второе поле: Sg=( 460м х 3м)+ (1086м х 3м)= 4638 м2

Sлп= 460м х 3м х 3м= 4140 м2

Sотч=4638м + 4140м= 8778м2=0,87 га

Третье поле: Sg=(460м х 3м)+(1086м х 3м)= 4638м2

Sлп=( 460м х 3м х 3м) +( 1086м х 3м х 3м)= 13914м2

Sотч= 4638м + 13924м= 18552 м2= 1,85га

Sнт= 50 га – 0,55 га= 49,4 га

Sнт= 50 га – 0,87 га= 49,1 га

Sнт= 50 га – 1,85 га= 48,1 га

После разбивки границ полей на участках, орошаемых машинами «Днепр», намечаю размещение трубопроводов (магистрального и распределительных).

При проектировании закрытой сети от насосной станции по кратчайшему расстоянию трассирую подземный магистральный трубопровод, из которого вода через гидранты – водовыпуски отводится в распределительные трубопроводы.

С позиции на позицию «Днепр» перемещается только фронтально, поэтому сторона поля должна быть равна длине захвата двух крыльев по 460 м и перпендикулярна магистральному трубопроводу, то есть поле должно иметь форму прямоугольника.

Дождевальное крыло с помощью гидранта присоединяют к закрытой оросительной сети. Гидранты на магистральном трубопроводе располагаются через 54 м.

Одновременно с проектированием на плане оросительной сети, полей севооборота, сооружений, решаются вопросы размещения водосборной сети, дорог, лесных полос.

Дороги проектирую так, чтобы можно было заехать на каждое поле. Кроме этого, они должны обеспечивать свободный подъезд к сооружениям. Обычно дороги располагаются вдоль каналов, трубопроводов, по границе орошаемого участка. Ширина проезжей части полевых дорог принимается равной 3 м. Кюветы дорог обычно служат водосборной сетью для отвода излишних вод в пониженные места.

Лесные полосы располагаются по границе орошаемого участка вдоль транспортирующих каналов, дорог (дорога по отношению к лесополосе должна располагаться со стороны поля). Участки обсаженные лесополосами  не должны превышать 100-120га. Лесополосы высаживаю трехрядные, расстояние между рядами 3 м.

8.Гидравлический расчет  магистрального трубопровода.

Исходя из количества одновременно работающих дождевальных машин (формула 14), определяю расчетный расход в голове магистрального трубопровода:

 м3/с                  (22)

где: qд.м.– расход дождевальной машины, л/с;

N – количество дождевальных машин, шт;

η – коэффициент полезного действия системы.

По трассе магистрального трубопровода определяются участки возможного изменения диаметра трубопровода в зависимости от обслуживаемой им площади, по которым в дальнейшем проводятся расчеты.

Расходы воды по магистральному трубопроводу на выделенных характерных участках определяются по формуле (22).

Для каждого участка и соответствующего ему расхода определяю диаметр трубопровода:

                   (23)

где: ν – скорость движения воды в трубопроводе, м/с (экономически выгодные скорости движения воды в оросительных трубопроводах находятся в пределах 0,8-1,5 м/с, т.е. такие скорости, при которых наблюдаются наименьшие потери напора по длине трубопровода и не происходят заиления);

Qм.т.– расход воды в трубопроводе, м3/с.

Для дождевальной машины «Днепр» применяю стальные трубы.

После предварительного расчета подбираю стандартные диаметры труб, ближайшие к расчетному, по таблицам Ф.А. Шевелева. Для выбранных по ГОСТу диаметру труб выписываю фактические скорости движения воды и путевые потери напора на каждую 1000 метров (h1000) соответствующие заданным расходам. Данные гидравлического расчета трубопровода сводятся в таблицу …

Таблица 8.

Гидравлический расчёт магистрального трубопровода

№ Расчет-ного участка	Расчет-ный расход, Qм.т., м3/с	Скорость движения воды ν, м/с		Диаметр d, мм		Длина участка тру- бопро- вода l,км	Удель- ные потери напора h1000	Потери напора по дли- не тру- бопровода Hl, м
		Расчет- ная	Дейст- витель- ная	Расчет- ный	Приня- тый
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	0,25	1 м/с	0,839	565	600	0,23	1,49	0,34