Водосбросная и дренажная сеть

Водосбросная сеть предназначена для отвода излишней воды. Водосбросные каналы сооружают в концевой части распределительных и оросительных каналов, располагая их по возможности по естественным понижениям местности вдоль дорог и границ орошаемых участков. Глубина водосбросных каналов должна быть такой, чтобы при пропуске расчетных расходов уровень воды в каналах был на 15-20 см ниже поверхности земли, ширина каналов по дну определяется расчетом, но должна быть не менее 0,3 м.

При невозможности своевременного отвода излишней воды за пределы орошаемых участков и недостатке воды ее целесообразно собирать в пруды для использования на орошение повторно.

Во избежание переувлажнения орошаемых земель прибегают к устройству дренажа, выбирают вид дренажа (Лекция 7) и составляют проект на его строительство.

Для снижения потерь воды из оросительной сети на физическое испарение вдоль основных оросительных каналов создают полосы из древесных растений, уменьшающие движение воздушных потоков.

Контрольные вопросы. 1. Как осуществляется забор воды для орошения? 2. В чем различия между оросительной сетью и оросительной системой? 3. Какие сооружения и для чего устраивают на оросительной сети?

 

Лекция 15

СПОСОБЫ ОРОШЕНИЯ

Существуют различные способы орошения: дождевание, поверхностное самотечное, мелкодисперсное, синхронно-импульсное, капельное, подпочвенное. Под способом орошения понимают комплекс мероприятий, обеспечивающих подачу воды к орошаемым культурам и распределение ее на орошаемом участке в целях увлажнения почвы. При выборе способа орошения следует учитывать возможности механизации работ и автоматизации полива, агротехнику выращивания посадочного материала, назначение угодий (питомники по выращиванию посадочного материала, сады, садово-парковые объекты, лесные насаждения), рельеф местности, особенности водоснабжения (круглогодичное, сезонное).

 

Дождевание

Дождевание обеспечивает подачу воды на орошаемую площадь в виде искусственного дождя, создаваемого специальными дождевальными приспособлениями (устройствами). Последние подразделяют на короткоструйные (дальность полета струй до 10 м), среднеструйные (до 50 м) и дальнеструйные (свыше 50 м). В дождевальных приспособлениях для образования искусственного дождя используют насадки двух типов: отражательные (дефлекторные) и струйные. Дефлекторные насадки (рис. 85) относятся к короткоструйным. В таких насадках струя воды, подаваемая через отверстие водоподводящей трубы, ударяется о дефлектор, образуя размельченную струю, распадающуюся в воздухе на отдельные капли, выпадающие в виде дождя.

Струйные насадки (рис. 86) подают воду из сопла в атмосферу тонкой струёй с большой скоростью на значительные расстояния. Распад струи на капли происходит за счет сопротивления воздуха. Чем выше скорость струи, тем дальше от насадки начинается образование дождя. Для его образования вблизи насадки применяют Дополнительные устройства: распылители, отсекатели или вспомогательные насадки. В зависимости от числа струйных насадок в дождевальном аппарате они бывают одно-, двух- и трехсопловые.

Рис. 85. Дефлекторная насадка для кругового полива:

1 - корпус; 2 - планка крепления; 3 - водоподводящее отверстие; 4 - корпусный дефлектор; 5 - штифт

Рис. 86. Среднеструйный дождевальный аппарат:

1 - насадка; 2 - струенаправляюшее устройство; 3 - ствол; 4 - водоподводящий патрубок

Качество дождя характеризуется его интенсивностью, крупностью /капель и равномерностью распределения по площади. Чем мельче капли и равномернее их выпадение, тем лучше орошение. Под средней интенсивностью дождя понимают отношение среднего слоя осадков, выпавших на площадь F, ко времени их выпадения

 (125)

где Р - средняя интенсивность дождя; h - средний слой осадков, мм; t - время выпадения осадков, мм/мин.

Среднюю интенсивность дождя, мм/мин, можно определить по формуле:

 (126)

где Q - расход воды дождевальной машиной, л/с; F - площадь, орошаемая с одной позиции, м².

Важно обеспечить равномерное распределение дождя по площади. Показателем равномерности служит коэффициент равномерности К_р, рассчитываемый по формуле:

 (127)

где h_cp - средний слой дождя, выпадающий на орошаемую площадь; h_max - максимальный слой, выпадающий на части площади.

 

Дождевальные устройства

Большинство существующих дождевальных устройств можно использовать для орошения угодий в лесном хозяйстве. Наиболее пригодны двухконсольная дождевальная машина ДДА-100 и ее модификации, дождевальная установка «Радуга» (КИ-50), дождевальная машина «Волжанка» (ДКШ-64), дождевальная дальнеструйная машина ДДН и ее модификации. Техническая характеристика дождевальных устройств приведена в прил. 11.

Двухконсольный дождевальный агрегат ДДА - 100 М (рис. 87) смонтирован на тракторе ДТ-75, относится к установкам короткоструйного типа. Состоит из двухконсольной фермы длиной 110,3 м и насосной установки. Ферма в поперечном сечении имеет форму равностороннего треугольника.

Рис. 87. Общий вид двухконсольного дождевального агрегата

Высота фермы в средней части - 3075 мм, в концевой - 1000 мм. Нижний пояс фермы изготовлен из труб диаметром от 114 до 45 мм, по которой подается вода. К водоподводящей трубе приварены трубчатые открылки длиной от 0,3 до 1,4 м, на концах которых установлены 52 дефлекторные насадки. На концах фермы смонтированы две струйные насадки с отражательными лопатками. Агрегат оборудован гидравлической системой для регулирования наклона фермы. Ферма опирается на поворотный круг, позволяющий разворачивать ее в транспортное положение вдоль трактора.

Агрегат работает следующим образом. Насосная установка забирает воду из оросительного канала и подает ее под напором 26 м в водоподводящую трубу фермы. Всасывающее устройство поплавкового типа размером в плане 150x40 см, высотой 20 см может подниматься и опускаться из кабины водителя с помощью подъемника, установленного на тракторе. Глубина воды в оросительном канале при ее заборе должна быть не менее 25-30 см.

Агрегат работает в движении при уклонах поверхности до 0,005. Специальная коробка передач позволяет трактору двигаться вперед со скоростью 410 м/ч, назад - 370 м/ч. В стационарном положении агрегат орошает площадь 120x20 м. Расход воды - 100 л/с. Средняя интенсивность дождя - 2,4-3,0 мм/мин.

Оросительные каналы делают постоянными или временными. При орошении лесных питомников чаще устраивают постоянные оросители (рис. 88).

Длину оросителей в земляном русле принимают от 400 до 1200 м при уклонах 0,004-0,005. Для обеспечения необходимой глубины воды для ее забора оросители разделяют переносными и постоянными перемычками на бьефы длиной 100-500 м в зависимости от уклона. При уклонах 0,004 длина бьефов должна быть 200250 м, при меньших уклонах - до 500 м. Воду в оросители подают из магистральных или распределительных каналов через водопуски автоматического или ручного управления, а также из трубопровода через гидранты.

Рис. 88. Схема орошения ДДА-100:

1 - распределительный или магистральный канал; 2 - оросители; 3 - дорога для проезда агрегата; 4 - водосбросный канал; 23,24,25,26 - горизонтали

Производительность агрегата за 7-часовую смену - 6,4 га (при поливной норме 300 м³/га). Сезонная нагрузка на машину - 88 га. Модификацией ДДА-100М является ДДА-100МА, монтируемый на тракторе ДТ-75М. Расход воды - 130 л/с. Ширина захвата - 122,5 м. Сезонная нагрузка - 115 га.

При орошении лесных питомников можно применять комплект передвижного оборудования, в который входят: передвижная насосная станция СНП-50/80, дождевальная машина, 900 м разборного трубопровода РТ-150, семь труб-гидрантов РТ-250х180 и семь водозаборных колонок диаметром 1-80 мм.

Установка КИ-50 «Радуга» относится к машинам среднеструйного типа. Комплект оборудования включает: передвижную насосную станцию СНП-50/80, магистральный трубопровод длиной 905 м из труб диаметром 150 и 125 мм, два распределительных трубопровода длиной по 126 м со среднеструйными дождевателями «Роса-3» и гидроподкормщик. Оборудование монтируют стационарно (рис. 89).

Рис. 89. Схема орошения установкой КИ-50

К каждому из двух распределительных трубопроводов к гидрантам подключают два крыла, одно из которых работает, а второе, после полива участка на одной позиции, переносят на другую. Расстояние между гидрантами на распределительном трубопроводе 36 м. На дождевальном крыле через 36 м поставлены четыре аппарата «Роса-3». Расход дождевального крыла - 23,6 л/с. Средняя интенсивность дождя - 0,28 мм/мин. На позиции крыло поливает 0,25 га площади. Распределительный трубопровод поливает 8,25 га. За время полива каждый из распределительных трубопроводов можно использовать для орошения с трех позиций. Тогда обслуживаемая площадь составит не менее 50 га.

Дождевальная машина ДКШ-64 «Волжанка» (рис. 90) также относится к среднеструйным машинам. Она состоит из двух трубопроводов диаметром 150 мм и длиной по 395,8 м, монтируемых из отдельных труб (звеньев) длиной по 12,6 м. На каждом трубопроводе закреплены 54 металлических колеса диаметром по 1,91 м. В средней части трубопроводов имеются приводные тележка с бензиномоторным двигателем, который вращает ходовые колеса. На каждом крыле установлено по 52 среднеструйных аппарата кругового действия. Аппараты оборудуют через 12,6 м устройствами, обеспечивающими вертикальное положение их после перемещения (перекатывания) трубопровода с позиции на позицию. Расход воды аппаратом - 0,9-1,0 л/с при напоре 50-40 м. Дальность отлета струи - 17-18 м.

Рис. 90. Общий вид дождевальной многоопорной машины ДКШ-64 «Волжанка»

Машина работает позиционно. Вода может подаваться как от гидрантов на стационарном (рис. 91) или переносном трубопроводе, так и непосредственно от передвижных насосных станций. Расстояние между гидрантами 18,3 м, но заснет применения вспомогательных трубопроводов оно может быть увеличено. Дождевальные крылья к гидрантам подключают гибкими шлангами. Расчетный расход воды при одновременной работе двух дождевальных крыльев - 62,7 л/с. Средняя интенсивность дождя - 0,256 мм/мин. Время полива участка на одной позиции при поливной норме 300 м3/га -143 мин. Сменная производительность машины - 2,95 га. Сезонная нагрузка - 51,5 га. Машину целесообразно применять на хорошо спланированных участках с уклонами до 0,02.

Дальнеструйная дождевальная машина ДДН-70 (дальнеструйный дождеватель навесной) агрегатируется с трактором ДТ-75 или ДТ-74. Машина (рис. 92) состоит из следующих основных узлов: центробежного насоса со всасывающей системой и приемным клапаном, редуктора с карданным валом, дальнеструйного аппарата с двумя насадками диаметром 55 (или 50, 45 и 35) и 16 мм, навесной рамы, блокировочных цепей и гидроподкормщика. Малое сопло оборудовано разбрызгивающей лопаткой. Расход воды машиной - 30,45 и 65 л/с в зависимости от диаметра насадка. При диаметре насадка 55 мм дальность полета струи 70 м.

Рис. 91. Схема орошения машиной ДКШ-64 «Волжанка»:

1 - стационарный трубопровод; 2 - гидранты; 3 - приводной двигатель; дождевальные крылья

Рис. 92. Общий вил дождевальной машины ДДН

Машина позиционного действия, поливает по кругу или сектору за счет вращения дождевального аппарата. Глубина воды в канале у места забора воды должна быть не менее 0,5 м. При меньшей глубине необходимо устраивать углубления (приямки). Расстояние между рядами стоянок при круговом поливе - 96,2 м, но вследствие искажения контура орошения принимается равным 90 м. Расстояние между стоянками в ряду 111 м принимается 100 м (рис. 93).

Рис. 93. Схема орошения дальнеструйной дождевальной машиной ДДН:

1 - оросительные каналы; 2 - стоянка для забора воды

Средняя интенсивность дождя в пределах круга - 0,332 мм/мин, а с учетом перекрытий кругов - 0,434 мм. Подача воды к машине производится по каналам или с помощью стационарных или переносных (в том числе гибких) трубопроводов. Сезонная нагрузка на машину - 42 га.

В последние годы получили распространение гибкие трубопроводы длиной до 300-400 м, изготавливаемые из капроновой ткани и наматываемые на барабан, который навешивается на трактор. Применение гибких трубопроводов позволяет ограничиваться разреженной сетью оросительных каналов или трубопроводов.

Модификацией машины ДДН-70 является ДДН-100, агрегируемая с трактором Т-150, Т-150 К, Т-40А и ДТ-75М. Расход воды может изменяться от 85 до 115 л/с при напоре 65 м. Дальность отлета струи - 75-85 м. Расстояние между оросителями - 110-120 м, между позициями - 110-145 м. Интенсивность дождя -0,27-0,38 мм/мин. Машину ДДН-100 можно использовать как передвижную насосную станцию.

В садово-парковом хозяйстве орошение проводят с помощью среднеструйных дождевальных аппаратов ДА-2 и ДН-1. Дождевальный аппарат ДА-2 (см. рис. 84) присоединяют к патрубку, подводящему воду от трубопровода. Аппарат вращается с помощью коромысла с реактивной лопаткой. Расход и дальность полета струи зависят от диаметра насадка. Применяют насадки диаметром 22, 25 и 28 мм, обеспечивая расход воды 11, 15, 20 л/с и дальность полета струи - 35, 40,45 м. Требуемый напор на входе дождевального аппарата - 50-60 м.

Полив по кругу обеспечивает и дождевальный аппарат ДН-1. Вращение аппарата возникает за счет реактивной силы воды, создаваемой изгибом трубопровода в насадке концевой части (см. рис. 86). Дождевальный аппарат ДН-1 работает при напоре 35-60 м. Расход воды - 11,4-24,6 л/с, дальность полета струи - 30-43 м.

Преимущества и недостатки дождевания. Дождевание один из наиболее совершенных способов полива. Существенное преимущество дождевания - возможность применения его на участках с повышенным уклоном и не очень тщательно спланированной поверхностью. К преимуществам дождевания относятся также: высокая механизация полива и снижение трудозатрат; получение влаги не только почвами, но и приземным слоем воздуха и растениями; возможность внесения удобрений при орошении; обеспечение равномерного орошения площади и полива в течение всего периода вегетации.

Недостатки дождевания: значительная металлоемкость конструкции; влияние ветра на качество дождевания; расход энергии, топлива.