Зрошувальні насосні станції.

Насосні станції на зрошувальних системах, як уже відзначалося, поділяються на головні насосні станції (ГНС), перекачуючі (ПНС) і насосні станції підкачки (НСП).

ГНС призначаються для забору води з джерела і підняття її в напірний басейн, з якого вона надходить у магістральний канал (рис.5.44, 5.50).

Можливі варіанти, коли вода ГНС подається в магістральний трубопровід. Великі головні насосні станції комплектуються в основному осьовими насосами, менші - відцентровими.

Перекачуючі насосні станції (ПНС) призначені для підняття води з нижчих відміток до вищих на тому ж каналі. Приклади ПНС – насосна станція на Приазовському магканалі (у районі сіл Аннівка та Тернівка Якимівського району Запорізької області), насосна станція № 7 на Красногвардійській гілці Північно-кримського каналу (рис. 5.51).

 

 

Комплектуються ці насосні станції також переважно осьовими насосами.

Насосні станції підкачки (НСП) (рис. 5.52) е останнім ступенем у ланцюгу подачі води і призначені для її подачі безпосередньо на зрошувані поля. Комплектуються такі насосні станції переважно відцентровими насосами типу "Д".

 

 

а - загальний вигляд насосної станції підкачки НСП (Північно-Рогачицька зрошувальна система, Веселівський р-н Запорізької обл.): 1 - приймальна частина (оголовки, сміттезатримуючі касети та ін.), 2 - всмоктувальні трубопроводи, 3 - будівля насосної станції, 4 - трансформаторна підстанція. 5 - система  запобігання гідроударам; б - машинний зал насосної станції: 1 - відцентрові насоси типу "Д"; 2 - електродвигуни; 3 - засувки з електроприводом

На рис. 5.53 наведений поздовжній розріз зрошувальної насосної станції.

 

 

Для подачі води при зрошенні порівняно невеликих або тимчасово зрошуваних ділянок застосовуються пересувні (на колісному ходу або на рамі-санях) насосні станції (рис. 5.54).

При проектуванні зрошувальних насосних станцій їхнітехнічні показники (подача й напір) визначаються таким чином.

 

 

 

Подача зрошувальної насосної станції визначається з міркувань, що на зрошуваній ділянці одночасно можуть працювати 75... 80% дощувальних машин від їхньої загальної кількості на цій ділянці і визначається за формулою

Q _{н ст} =(0,75…0,8) qn,             (5.21)

де q - витрата води однією дощувальною машиною; n - кількість дощувальних машин на зрошуваній ділянці.

Напір насосної станції визначається за формулою

Н= Н _віл + Н _г + h _в           (5.22)

де   Н _віл - вільний напір на гідранті чи недовипуску; Н _г - геометрична висота підняття води; h _в - втрати напору в трубопроводі.

Дренаж на зрошуваних землях. Застосовується у випадках, коли рівень мінералізованих фунтових вод розташований вище критичної глибини.

Критичною називається глибина залягання ґрунтових вод, з якої вони можуть підніматися на поверхню землі за рахунок капілярного підняття і випаровуватися, викликаючи засолення грунтів.

Отже, для пониження рівня ґрунтових вод, як у вищеназваному випадку, і застосовується дренаж. Дренаж - це система трубопроводів (дрен, колекторів або свердловин), по яких фунтові води відводяться з певної території з подальшим транспортуванням їх у природні водотоки. Дренаж буває двох видів - горизонтальний і вертикальний. Горизонтальний дренаж улаштовується у вигляді мережі горизонтальних трубопроводів або відкритих дрен. Вертикальний дренаж улаштовується у вигляді свердловин, з яких вода відкачується насосами і транспортується в природні водотоки. Дрени - це горизонтальні збирачі фунтової води, і робляться вони з гончарних або азбестоцементних перфорованих (тобто з просвердленими отворами) труб діаметром 50...200 мм (рис. 5.55). Вода в дрени надходить через щілини (0,5... 1 мм) між сусідніми гончарними трубками або через отвори, якщо труби азбестоцементні. Для запобігання замулюванню труби обмотують склотканиною або скловатою. Вода в дренах рухається в безнапірному режимі за рахунок похилу дрен. Похил дрен складає 0,0005...0,002. Відстань між дренами - 200...550 м.

 

1 - рівень ґрунтових вод до побудови дренажу: 2 - депресійна крива фунтових вод при дренажі; З - горизонтальні дрени: Н - критична глибина ґрунтових вод; Т - відстань від дрени до водотриву; W - інфільтрація: Е - відстань між дренами

Колектори - це трубопроводи, якими вода збирається з дрен і транспортується до природного водотоку або до дренажної насосної станції (ДНС), якою вона перекачується також у природний водотік.

Елементи експлуатації зрошувальних систем. Використання зрошувальних систем здійснюється експлуатаційним персоналом відповідних організацій. Завданням експлуатації зрошувальних систем є забезпечення їхньої надійної роботи та недопущення негативного впливу зрошення на навколишнє середовище.

Державні зрошувальні системи експлуатуються організаціями Держкомітету України з питань водного господарства та меліорації. Зрошувальні ділянки господарств експлуатуються експлуатаційним персоналом, який входить до складу цих господарств.          

Основним питанням експлуатації зрошувальних систем є реалізація планів водокористування, якими визначаються об'єми забору води з джерела і календарний розподіл її в самих господарствах іміж господарствами-водоспоживачами. Планування водокористування розпочинається з господарств. Поливи сільськогосподарських культур здійснюються згідно з оперативним графіком поливів.

Другим важливим питанням експлуатації зрошувальних систем є забезпечення поточних, капітальних і аварійних ремонтів. При використанні зрошувальних систем періодично проводиться очистка каналів і гідротехнічних споруд.

Гідромеханічне обладнання насосних станцій, поливна техніка й інше обладнання експлуатуються згідно з інструкціями заводів-виготовлювачів, з урахуванням конкретних умов використання цього обладнання.

4. Механізація зрошення (поливів).

Механізація поверхневих поливів. Насамперед слід відзначити, що поверхневий полив відносно мало механізований, що і є певним стримуючим фактором щодо його розповсюдження.

При поверхневому поливі тимчасові зрошувачі, якими вода подасться до поливних борозен, нарізаються та зарівнюються каналокопачами-зарівнювачами КЗУ-0,3 (рис. 5.56), а поливні борозни нарізаються культиваторами-рослинопідживлювачами навісними КРН-4,2, де 4,2 - ширина захвату, м (рис. 5.57).

При поливі по борознах (для подачі води в борозни) застосовуються засоби "малої механізації" - сифони чи трубки (рис. 5.58, 5.59).

Для механізованої подачі води в поливні борозни застосовуються поливні пересувні агрегати ППА-165У, де 165 - орієнтовна подача води, л/с. (рис. 5.60).

 

 

 

Агрегат ППА-165 У забирає воду з тимчасового зрошувача за допомогою насоса, навішеного на ньому ж, а розосереджує її по поливних борознах шлангом, в якому через 0,6 або 0,9 м зроблені отвори, через які вода й надходить безпосередньо в борозни. Існують і інші засоби механізації як борозенного поливу, так і поливу по  смугах (рис. 5.61).

 

 

 

Механізація поливу дощуванням. Полив дощуванням здійснюється за допомогою спеціальних машин, які називаються дощувальними (ДМ), або стаціонарних установок. Слід відзначити, що цей спосіб поливу повністю механізований, що і є однією з найважливіших підстав для його широкого застосування.

Дощувальні установки і дощувальні машини певним чином класифікуються. За характером руху (роботи) вони поділяються на машини фронтальної дії: ДДА-100 МА, "Дніпро", "Кубань", "Волжанка" та ін. - і машини обертової дії - "Фрегат". За шириною смуги поливу вони поділяються на широкозахватні: "Дніпро", "Кубань", "Фрегат", "Волжанка" - та вузькозахватні: ДДА-100 МА, ДДН-70 і ДДН-100.

За конструкцією машини вони поділяються на самохідні: "Дніпро", "Кубань", "Фрегат", "Волжанка" - та навісні: ДДА-100 МА, ДДН-70 і ДДН-100. Залежно від дальності польоту струмини води дощувальні машини поділяються на короткоструминні - з дальністю польоту струмини до 10м- ДДА-100 МА, середньоструминні - з дальністю польоту струмини 20...25 м: "Дніпро", "Кубань", "Фрегат", "Волжанка", розбірно-переносні установки типу КІ-50 та ін. - і далекоструминні - з дальністю польоту струмини більше 40... 70 м: ДДН-70 та ДДН-100. За технологією поливу вони поділяться на позиційні: "Дніпро", ДДН-70, ДДН-100 - і такі, що поливають у русі: "Фрегат", "Кубань", ДДА-100 МА. Є й інші види класифікації дощувальних машин, установок та систем.

 

 

Будь-яка дощувальна машина чи установка являє собою водопровідний трубопровід (водопровідний пояс), обладнаний дощеутво рювачами, а в дощувальних машинах - і засобом пересування.

Отже, водопровідний пояс робиться з тонкостінних стальних або алюмінієвих труб (діаметр буде названий при розгляді конструкції окремих машин). Дощеутворювачі поділяються на дощувальні насадки та апарати (рис. 5.62, 5.63).

Дощувальні насадки – це дощеутворювачі, в яких немає рухомих деталей, дощувальні апарати - це дощеутворювачі, в яких окремі елементи здійснюють рух при роботі.

 

 

 

 

Стаціонарні (розбірно-переносні) дощувальні установки. Цекомплекти обладнання, які забезпечують полив сільськогосподарських культур на порівняно невеликих ділянках і які не обладнані засобом пересування, а з позиції на позицію переносяться вручну (робітниками-поливальниками). До них належать комплекти пересувного поливного обладнання КІ-50 "Радуга", "Сигма" та ін.

Комплект іригаційний КІ-50. Це переносний комплект гідравлічного обладнання, призначений для поливу всіх сільськогосподарських культур на ділянках площею до 50 га. Полив сільськогосподарських культур ним здійснюється позиційно, тобто після поливу на одній позиції обладнання демонтується і переноситься на іншу. КІ-50 складається з магістрального, двох розподільних і чотирьох робочих трубопроводів (рис. 5.64), на яких встановлено шістнадцять дощувальних апаратів "Роса-3". Вода подається пересувною насосною станцією СНП-50/80. КІ-50 комплектується пристроєм для внесення мінеральних добрив (підживлювачем).

Магістральний трубопровід призначений для подачі води в розподільчі трубопроводи, довжина його - 891 м, з них 610м мають діаметр 150мм, а 281 м - діаметр 125 мм.

Комплект іригаційний характеризується такими технічними показниками: напір насосної станції - 80 м; витрата води - 47,2 л/с; площа, яку обслуговує комплект за сезон, - 50 га; продуктивність за годину чистої роботи при нормі поливу 300 м³/га - 0,547 га; середня інтенсивність дощу - 0,28 мм/хв; час роботи на одній позиції при нормі поливу 300 м³/га - 1 год. 30 хв.; кількість одночасно працюючих апаратів - 8 шт.; відстань між апаратами - 36 м; відстань між позиціями робочого трубопроводу - 36 м; маса комплекту - 7,75 т; режим роботи - світловий день; обслуговуючий персонал: поливальників - 2, мотористів - 1.

 

Вузькозахватні дощувальні машини. До них належать дощувальні машини ДДА-100 МА, ДДН-70 та ДДН-100.

Дощувальний двоконсольний агрегат ДДА-100 МА. Агрегат ДДА-100МА призначений для поливу всіх сільськогосподарських культур. Це металева ферма, яка навішується на трактор ДТ-75 (рис. 5.65). Полив сільськогосподарських культур ним здійснюється при русі агрегату вздовж каналу (тимчасового зрошувача). Вода з каналу забирається навішеною на ньому ж насосною установкою з консольним відцентровим насосом і розосереджується по трубопроводу до дощувальних насадок. Основними вузлами машини є: трактор, двоконсольна лінія, вакуумне обладнання (для зарядки насоса перед його пуском), гідропривод та гідропідживлювач.

 

 

Агрегат характеризується такими технічними показниками: витрата води - 1 ЗО л/с; водозабір - з тимчасових зрошувачів; напір насоса - 37 м; шар води за один прохід машини - 5 мм; продуктивність за одну годину чистої роботи - 1,66 га; ширина захвату - 120 м; швидкість руху агрегату: вперед - 0,94 км/год; назад - 0,575 км/год; система керування консолями - гідравлічна (об'ємний гідропривод); кількість гідроциліндрів у системі керування фермою - 4, у системі керування усмоктувальною лінією (опускання-підняття) - 1; площа, яку обслуговує агрегат за сезон, - 130-140 га; маса агрегату без трактора - 4,24 т, з трактором - 10,79 т; кількість обслуговуючого персоналу - 2 робітники.

В якості дощеутворювачів на агрегаті застосовуються дефлекторні насадки, прохідний отвір яких (діаметр сопла) змінюється (збільшується) у напрямку від трактора до кінця ферми.

На агрегаті встановлюється 28 насадок з діаметром сопла 12 мм, 16-з діаметром 13 мм, 8 - з діаметром 14 мм і 2 (кінцеві) - з діаметром 22 мм. Тобто всього на агрегаті встановлено 54 дефлекторні насадки. Витрата води однією насадкою складає 2,3 л/с, а кінцевих - 5 л/с. Поворотом відкрилка можна змінювати напрямок струмини води вгору чи вниз (останнє при вітрі зі швидкістю більше 3 м/с). Для спорожнення трубопроводу від води на дев'ятій панелі зроблений зливний клапан. Для запобігання можливим ударам ферми об землю на консолях агрегату зроблені опорні дуги.

Дальноструминний дощувач навісний ДДН-70. Ця машина призначена для поливу всіх сільськогосподарських культур та садів.

Вона складається з дальноструминного дощувального апарата з механічним обертанням ствола, відцентрового насоса, водоміра, усмоктувальної лінії та гідропідживлювача. Все це обладнання навішуєтьсяна трактор Т-75 або ДТ-75 (рис. 5.66).

 

Машина працює позиційно з відстанню між позиціями при поливі по кругу 100м, а при поливі по сектору - 60м. При вітрі до 2... 2,6 м/с полив здійснюється по кругу, при більшій швидкості вітру - по сектору.

Водозабір машина здійснює з відкритого тимчасового зрошувача (земляного каналу) або з гідрантів закритої трубопровідної мережі (без навісного насоса). Витрата води - 65 л/с, напір насоса - 50...55м, радіус дії машини - 70 м. За сезон машина обслуговує 60...70 га зрошуваної площі.

Дальноструминнчй дощувач навісний ДДН-100. За призначенням і конструкцією ДДН-100 аналогічний ДДН-70, але навішується на більш потужний трактор Т-150, відповідно має і більш потужний насос (рис. 5.67).

 

 

Витрата води цією машиною складає 100 л/с, напір насоса — 80...85 м, радіус дії - 85 м. Відстань між позиціями при поливі по кругу складає 145... 150 м, а по сектору - 80 м.                  

Широкозахватні дощувальні машини. До них належать дощувальні машини "Дніпро", "Кубань", "Фрегат" та "Волжанка".

Дощувальна машина "Дніпро". Це широкозахватна багатоопорна електрифікована дощувальна машина фронтальної дії (дощувач фронтальний ДФ-120). Вона призначена для поливу всіх сільськогосподарських культур і навіть низькорослих садів. Полив здійснює позиційно, з відбиранням води із гідрантів закритої зрошувальної мережі, розташованих на відстані 54 м один від одного. Складається з водопровідного трубопроводу діаметром 180 мм, довжиною 448м,встановленого на 17 рухомих візках велосипедного типу, на яких розташовані електричні мотор-редуктори, що й приводить у рух машину при її переміщенні з позиції на позицію (рис. 5.68).

 

 

Машина характеризується такими основними технічними показниками: витрата води - 120 л/с; напір на гідранті - 45 м; водозабір - з гідрантів закритої зрошувальної мережі; інтенсивність дощу — 0,3 мм/хв; ширина захвату - 460 м; кількість дощувальних апаратів - 34 шт.; привод опорних візків - електричний; потужність електродвигуна мотор-редуктора - 1,1 кВт; обслуговування - один оператортракторист на 4 машини; висота водопровідного трубопроводу над поверхнею поля (кліренс машини) - 2,1 м. Сезонне навантаженнянамашину - 90... 140 га зрошуваних земель.

Дощувальна машина "Кубань". Це широкозахватна електрифікована дощувальна машина фронтального пересування, призначена для поливу всіх сільськогосподарських культур і навіть низькорослих садів. В абревіатурі вона позначається ЕДМФ-170, "Кубань" (170 - витрата води, л/с). Полив машина здійснює в русі. Вона рухається прямолінійно вздовж відкритого постійного каналу (зрошувача), з якого машина й забирає воду. "Кубань" складається з двох крил у вигляді ферми з водопровідним трубопроводом (рис. 5.69), на якому встановлюються короткоструминні дощувальні насадки.

 

 

Спирається основна ферма (крило) на опорні візки, на яких встановлені електричні мотор-редуктори, які і приводять у рух крила машини. Машина забезпечена силовим агрегатом, розташованим у центральній частині машини (рис. 5.70). Він складається з дизельного двигуна, генератора і відцентрового насоса.

Таким чином, робота насоса і переміщення машини забезпечуються за рахунок електроенергії, яку виробляє дизель-генератор машини. Водопровідний трубопровід машини обладнаний водозливними клапанами.

Прямолінійність руху машини забезпечується копіювальним тросом, натягнутим вздовж каналу на металевих стояках.

ДМ "Кубань" характеризується такими основними технічними показниками: ширина захвату - 800м; витрата води - 150...170л/с; напір води, створюваний насосом, - 31...34 м; потужність дизельного двигуна - 121,3 кВт; висота багатоопорної ферми (кліренс) - 2,7м; кількість дощувальних насадок - 303; діаметр труб водопровідного пояса - 152, 168, 203 мм; площа, яку машина забезпечує поливом за сезон, — 120... 220га. Виробником машини є завод у м. Кропоткіні Краснодарського краю.

 

 

 

Дощувальна машина "Фрегат". Це широкозахватна багатоопорна дощувальна машина обертової дії, призначена для поливу всіх сільськогосподарських культур. Полив здійснює в русі, обертаючись навколо нерухомої опори (рис. 5.71).

Водопровідний трубопровід машини виготовлений зі стальних труб діаметром 176мм на перших семи прольотах і 152 мм – на останніх. На ньому встановлені середньоструминні дощувальні апарати 4-х типорозмірів (залежно від кількості сопел і їхнього діаметра).

Всього на машині встановлені 50 апаратів і один кінцевий. Самохідні А-подібні опори (візки) приводяться в рух гідроприводом, встановленим на кожній опорі. В якості робочої рідини використовується та ж зрошувальна вода, яка надходить до гідроциліндрів з водопровідного трубопроводу при напорі 50...70 м.

 

Вода "Фрегатом" забирається із закритої зрошувальної мережі через гідрант, біля якого встановлюється нерухома опора. Довжина машини складає 450 м при 16 візках, але її можна й зменшувати, зменшуючи кількість візків. "Фрегат" забезпечує поливну норму від 240 до 1250 м³/га. Витрата води машиною складає 72л/с. "Фрегат" може працювати на одній позиції, тоді сезонна площа, яку він обслуговує, складає 71 га. При роботі на двох чи більше позиціях сезонна площа буде пропорційно більшою. Одночасно з поливом машиною можуть вноситися добрива.

Дощувальна колісна машина ДКШ-64 "Волжанка". Це багатоопорна дощувальна машина фронтальної дії, призначена для поливу низькостеблових сільськогосподарських культур. Вона працює позиційно із забиранням води із закритої зрошувальної мережі через гідранти, які встановлені на польовому трубопроводі через 18 м. Показник "64" в назві машини відповідає витраті води - 64 л/с (модель 800 м шириною). Складається з двох поливних крил (труб), дощувальних апаратів і приводного візка. Крила розміщенні по обидва боки польового підземного трубопроводу зрошувальної мережі (рис. 5.72).

Залежно від ширини захвату існує 8 модифікацій цієї машини з шириною захвату від 300 до 800 м. При подальшому розгляді конструкції і роботи цієї машини будемо мати на увазі модифікацію машини з шириною захвату 800 м. Кожне крило довжиною 400 м складається з 32 алюмінієвих труб довжиною 12,6 м, діаметром 130 мм. У центрі крила розташований приводний візок, який і забезпечує пересування машини за допомогою карбюраторного одноциліндрового двигуна внутрішнього згоряння.

 

Інші технічні показники цієї ДМ мають таке значення: продуктивність чистої роботи при поливній нормі 600 м³/га - 0,4 га/год; витрата води - 64 л/с; напір води в мережі - 39 м; площа, яка поливається з однієї позиції, - 1,44 га; відстань між гідрантами -18м; витрата води одним дощувальним апаратом - 1 л/с.

Сучасні розробки з механізації зрошення. Особливістю сучасного періоду у сфері зрошення сільськогосподарських культур є перехід аграрного комплексу до великих та дрібних фермерських господарств, а відповідно до цього необхідні й нові технології зрошення.

На цей час науково-дослідними установами гідромеліоративного спрямування не припиняється пошук таких технологій і засобів механізації зрошення сільськогосподарських культур і вдосконалення зрошувальних систем.

Так, підприємством "Техносервіс", розташованим у м. Мелітополі, розроблена мобільна дощувальна установка МДУ-75 (рис. 5.73).

 

 

Установка складається з одноосьового шасі, на якому розташована поворотна площадка з котушкою для намотування шланга. Полив здійснюється дощувальною консоллю, до якої вода подається по шлангу. При поливі котушка обертається за допомогою гідропривода, при цьому на неї намотується шланг, який пересуває штатив з дощувальною консоллю. Забір води здійснюється з гідрантів. Довжина шланга - 280 м, діаметр - 75 мм. Витрата води - біля 30 м³/га. Сезонне навантаження на одну установку - 10 га. Транспортується установка тракторами Т-16 або Т-25.

Цим же товариством модернізована дощувальна машина "Фрегат", розроблені різні конструкції та елементи для зрошувальної техніки.

Технологія поливу дощуванням. Характер технології поливу залежить від типу дощувальної машини.

ДМ "Фрегат". Машина працює по колу від нерухомої опори. Круговий принцип роботи і конструктивні параметри цієї дощувальної машини заздалегідь визначають площу, форму і конфігурацію полів (поливних ділянок). Відповідно до цього площа, що поливається машиною, має форму кола (рис. 5.74). Згідно з технічними даними, ДМ "Фрегат" може використовуватися для поливу на двох позиціях, тобто після завершення поливу на одній позиції машина транспортується для роботи на іншу. Однак досвід експлуатації ДМ "Фрегат", зокрема в умовах України, показує, що використання машини на одній позиції найбільше економічно вигідно як стосовно витрат праці, так і стосовно питомих експлуатаційних витрат, віднесених на одну дощувальну машину й один гектар зрошення.

 

 

 

Розміри сторін зрошуваної ділянки повинні бути рівними або кратними довжині пояса, який підводить воду до дощувальної машини. Коефіцієнт земельного використання при поливі ДМ "Фрегат" складає 0,91...0,93.

При роботі машини в нічний час необхідно виконувати додаткові заходи, передбачені інструкцією.

ДМ "Дніпро". Оскільки машина працює фронтально, позиційно від гідрантів закритої зрошувальної мережі, розташованих на зрошуваній ділянці вздовж однієї лінії через 54 м, то ділянка, зрошувана машиною, має форму прямокутника.

Можливі шість технологічних схем розміщення й роботи ДМ "Дніпро" (рис. 5.75).

У відповідності зі схемою 1 у режимі "полив" (машина працює), ДМ "Дніпро" рухається тільки в одному напрямку, від початку до кінця ділянки, потім переїжджає вхолосту на вихідну позицію. Така схема дозволяє здійснювати одночасну роботу двох машин від одного трубопроводу. Недоліком такої схеми є розрив у поливі початкової і кінцевої частини зрошуваної ділянки, рівний максимальній тривалості поливу, і великі холості перегони машини, що негативно позначається на продуктивності ДМ "Дніпро" - знижується коефіцієнт використання часу зміни.

За схемою 2 машини поливають в обох напрямках без холостих перегонів, що сприяє збільшенню змінної продуктивності машини. За схемою 3 полив починається із середини поля постійною нормою, рівною 0,5 розрахункової, і ведеться в обох напрямках. При цьому виключаються холості перегони машини, але в межах поля режим зрошення буде різним, тобто змінюється період часу видачі повної поливної норми.

 

За схемою 4 машина підключається для роботи через один гідрант і працює, таким чином, без холостих перегонів. На наступну позицію машина переміщається по сухому полю.

Згідно зі схемами 5 і 6, ДМ "Дніпро" поливає на двох суміжних полях. Після закінчення поливу першого поля машину переводять у транспортне положення і переміщають на інше поле. Ця схема поливу виключає холості перегони і дає можливість збільшити сезонне навантаження на машину.

ДМ "Кубань". Машина працює при фронтальному переміщенні по полю з відбиранням води в русі з відкритого каналу. Зрошувана машиною ділянка має форму прямокутника. Найбільш раціональною схемою роботи ДМ "Кубань" є така, при якій полив починається із середини зрошуваної ділянки половинною поливною нормою і ведеться в напрямку до її краю. Якщо на зрошуваній ділянці розташовуються дві культури, то спочатку поливається більш вологолюбна, а потім - менш вологолюбна культура. Наявні в машині реверс і регулятор швидкості ходу дозволяють регулювати число її проходів по полю і видачу необхідної поливної норми (рис. 5.76).

При цьому забезпечується краще використання поливної води, краще промочування поверхневого шару грунту, виключається його перезволоження і створюються нормальні умови проходження пневматичних коліс опорних візків по полю.

На рис. 5.77 і 5.78 показані схеми зрошувальної мережі та схеми роботи ДМ, відповідно ДДА-100 МА та "Волжанки".

 

 

 

5. Осушувальні меліорації.

Осушення земель - це видалення надлишку вологи з грунтів.

Застосовується воно на територіях з надлишковим природним зволоженням і полягає в регулюванні водного режиму грунтів у межах шарів розповсюдження кореневої системи рослин. Осушення земель характеризується режимом осушення.

Режим осушення - це норми і строки проведення заходів, спрямованих на підтримку оптимального водно-повітряного стану фунтів. Він характеризується такими основними показниками: аерацією грунту А, його вологістю W, нормою осушення z, критичною глибиною залягання ґрунтових вод z _кр, допустимою тривалістю затоплення Т.

Аерація грунту визначається залежністю

A = p - W,               (5.30)

де р - пористість фунту; W - вологість фунту, процент від повної вологоємності.

Вологість фунту W повинна бути в межах 50...80% від польової вологоємності (ПВ) грунту. Аерація фунту повинна бути в межах 20...40% від пористості фунту.

Норма осушенняz - це мінімальна відстань від поверхні землі до рівня ґрунтових вод посередині між елементами регулюючої мережі (дренами). Залежно від виду сільськогосподарських культур та їхніх фаз росту і розвитку ця норма змінюється від 40 до 100 см. Критична глибина залягання фунтових вод z _кр складає 1,5 z. Затоплення земель паводковими чи повеневими водами допускається тільки для луків з періодом Т= 3...25 діб, для інших культур воно недопустиме.

Після випадання опадів розрахункова норма осушення повинна бути відновлена через 4...6 діб.

Кількісна оцінка вологості території встановлюється на підставі водного балансу. Рівняння водного балансу перезволоженої території записується так:

Δ W =(A + П _п +П _г +К) – (В _п +В _в +Е+С _п +С _г ), (5.31)

де Δ W - зміна запасу вологи на поверхні фунту в зоні аерації і фунтових вод;   П _п і П _г - приплив поверхневих і фунтових вод; К - конденсація вологи на поверхні фунту; В _пі В _в - випаровування з водної поверхні і поверхні фунту; Е - транспірація вологи рослинами; С _п, С _г - стік поверхневих і фунтових вод за межі осушуваної території. Здійснюється осушення територій (земель) за допомогою осушувальних систем.

Осушувальна система - це територія, обладнана комплексом інженерних споруд і пристроїв, які забезпечують необхідні умови для покращення водного режиму перезволожених земель. До її складу входять: регулююча, огороджувальна, провідна мережі, водоприймач, гідротехнічні споруди, дорожня мережа, лісосмуги і т. ін. (рис. 5.79).

Осушувальні системи діляться на відкриті (регулююча мережа виконана у вигляді відкритих каналів), закриті (регулююча мережа виконана у вигляді закритих дрен) і комбіновані. За способом відведення води вони бувають самотічними, з машинним водопідйомом і змішаними. За характером впливу на осушувану територію їх поділяють на системи односторонньої (мережа побудована тільки для відведення води) і двосторонньої дії (осушувально-зволожувальні).

Регулююча мережа виконується у вигляді осушувачів (при фунтовому і фунто-напірному живленні) і збирачів (при інших типах водного живлення). На сьогодні проектуються і будуються переважно закриті осушувальні системи, причому закриті дрени можутьбути як осушувачами, так і збирачами води. Відкрита регулююча мережа – це канали, які робляться для пониження рівня ґрунтових вод (осушувачі), а також для збирання і відведення з осушуваних територій поверхневих вод (збирачі). Осушувачі розташовують паралельно один одному поперек потоку фунтових вод. Відкриті осушувачі виконують з похилом 0,0005. Переріз каналів трапецеїдальний з шириною дна 0,4...0,5 м, коефіцієнт закладання схилів т = 1...1,5. Глибина осушувачів коливається в межах 1...1,5 м. Відстань між ними приймається 60...100м.

 

 

Рис. 5.79. Схема осушувальної системи:

1 - водоприймач; 2 - шлюз-регулятор; 3 - магістральний канал; 4 - дорога; 5 - відкритий колектор; 6 - переїзд; 7 - нагірно-ловча канава; 8 - осушувачі; 9 - напрямок течії води; 10 - гирло закритого колектора; 11 - дрена; 12 - закритий колектор; 13-колодязь

Відкриті збирачі робляться глибиною 0,8... 1,2м і довжиною 1... 1,2 км. Відстань між ними на землях, які осушуються під ріллю, складає 8... 120 м, а під луки- 100...200м.

Іноді, при схиловому й атмосферному живленні, в якості збирачів води використовуються вибалки й лощини зі схилами закладенням 1:5...1:10. Глибина їх змінюється від 10...20 см у витоку (початку)до 40...50см у гирлі. Довжина балок приймається до 1500м, а похил дна - 0,0008.

При фунтовому і фунтово-напірному живленні фунтові води відводяться в провідну мережу за допомогою дрен, які виконуються у вигляді вільної трубчастої порожнини із закріпленими (трубчастий дренаж) і незакріпленими (кротовий дренаж) стінками або порожнини, заповненої пористим водовідним матеріалом.

Закриті дрени розташовуються за поперечною схемою паралельно або під гострим кутом до гідроізогіпс. Лише при поверхні практично без похилу (і < 0,0005) використовується поздовжня схема.

Дрени виконуються з похилом, а потім глибина їх закладення від витоку до гирла збільшується. Глибина закладення дрен коливається в межах 1... 1,5 м.

Щоб зробити дренаж, копаються траншеї шириною 0,4...0,5 м, на дно яких і кладуть керамічні, азбестоцементні або пластмасові труби. Вода в дрени надходить через отвори в стінках труб або через щілини в стиках.

Для захисту дрен від замулювання навколо них робиться фільтр зі скловати чи склотканини.

Траншея після укладки дренажних труб засипається фунтом, раніше викопаним з неї. Похил дрен складає 0,002... 0,003. Довжина дрен залежить від їхнього похилу та пропускної здатності. Дрени із пластмасових труб при діаметрі 40...50 мм і при похилі 0,003 мають довжину 150...250 м, а діаметром 100 мм - 300...400 м. Відстань між дренами залежить від виду фунту і приймається в межах 10... 20м, але з обов'язковим підкріпленням відповідними розрахунками.

Для поліпшення якості роботи постійного дренажу на осушуваних землях застосовується кротовий або щілинний дренаж. Кротовий дренаж являє собою незакріплені підземні ходи, які нарізаються кротодренажними машинами Д-657 та Д-649А. Похил кротодрен - 0,002... 0,003, глибина їхнього закладення - 0,7...1 м, діаметр - 80...200 мм. Строк його служби - 3...5 років, після чого він поновлюється. Для щілинного дренажу також застосовуються спеціальні машини - щілинорізи, - за допомогою яких на полі робляться щілини, які й інтенсифікують роботу постійних дрен.

За певних умов, а саме, коли осушувані землі підстелені шарами піску, проводиться вертикальний дренаж, тобто на осушуваній території робляться свердловини, по яких зайва вода відтікає в нижні пласти.

Провідна мережа - це магістральні канали, колектори та ін., які з'єднують регулюючу й огороджуючу мережі з водоприймачем, тобто транспортують воду за межі осушуваної території. Канали дренажних систем виконуються у більшості в земляному руслі з трапецеїдальною формою поперечного перерізу. Відстань між колекторами диктується довжиною дрен, які в них впадають.

Глибина транспортуючих збирачів і закритих колекторів визначається безпідпірним прийманням води з елементів регулюючої мережі (з дрен). Глибина закритого колектора Н визначається залежністю

Н _к= Н _д + d,                (5.32)

де Н _д — глибина закладання гирла дрени; d - діаметр колектора.

Глибина провідних каналів визначається так, щоб забезпечувалося керування вищерозташованих каналів нижчерозташованими.

Витрата води в колекторах визначається залежністю

Q = qF.                  (5.33)

де q - модуль дренажного стоку, л/(с·га). Його значення приймається з літературних джерел і коливається в межах 0,02... 1,00; F - площа водозбору колектора, розташована вище розрахункового створу. Діаметр колектора складає 75...100 мм.

Огороджуюча мережа включає нагорні, ловчі та нагорно-ловчі канали, закриті дрени або дамби. Нагорні канали призначені для перехоплення поверхневих вод, а ловчі - для перехоплення ґрунтових вод. Канали огороджуючої мережі робляться вздовж верхньої межі осушуваної території. Глибина нагорних каналів - 1...1,2 м, похил не менше 0,0005. Ловчі канали робляться глибиною до 3 м. Огороджуючою мережею на заплава