Способы подачи воды в борозды и полосы.

В настоящее время поверхностный полив проводятся двумя схемами: продольная и поперечная (рис 6.5).

а) в)

Рис 6.5 Схемы поливов

а) продольная схема поливов; в) поперечная схема поливов.

При продольной схеме поливов воду из участкового канала забирает временные оросители которые проводятся по наибольшему уклону местности через 70…400 метров в зависимости от поперечных уклонов. Длина временных оросителей бывает до 800 метров. Из временных оросителей вода попадает во выводные борозды. Расстояния между выводными бороздами равна длине борозд или полос. Это схема полива применяется при малых уклонах ( ). Из выводных борозд вода подается непосредственно в борозды или полосы. Расход временных оросителей назначается более 100 л/с. Временные оросители до конца поливного участка не доходит на расстоянии равной длине борозд.

При поперечной схеме поливов из участкового канала воду также забирают временные оросители. Расстояния между временными оросителями равна длине борозд или полос. Длина временного оросителя бывает более 1000 метров. Из временных оросителей вода подается непосредственно в борозды или полосы. Здесь отсутствует вводные борозды. Временные оросители проводятся по минимальному уклону местности. Поперечная схема полива применятся при большом уклоне (>0,004). Расход временных оросителей назначаются менее 50 л/с.

Назначения разных расходов воды во временном оросителе связана с межполивной обработкой междурядье. При продольной схеме полива при обработке механизм не переходит через канал, поэтому ее делает на пропуск больших расходов, а при поперечном – обрабатывающий механизм часть переходят через временные оросители, поэтому ее устраивают на пропуск малых расходов. В этом случае временный ороситель не должен препятствовать сельскохозяйственному механизму.

Для распределения воды в поливных бороздах служат щитки (водосливы), поливные сифоны, трубки, гибкие и жестки трубопроводы, подземные поливные трубопроводы и поливные машины.

Поливные щитки изготавливают из стального листа толщиной 2 мм. Пропускная способность зависит от формы и диаметра водосливного отверстия, а также напора над ним. (рис 6.6, а)

Для работы необходимы два комплекта щитков из которых один используется для полива, другой в это время устанавливают на новой позиции (на расстоянии 15…20 см от входа в поливную борозду). Регулируют величину потока воды изменением высоты установки щитка.

Поливные сифоны – трубки длиной 1,2…1,3 м, применяемые для выпуска воды из оросителя в борозду или полосу. Сифоны бывают жесткие или гибкие. Жесткие изготавливают из тонкой листовой стали или полиэтилена. Для герметичности в металлическом сифоне поперечные швы, соединяющие его отдельные элементы, пропаивают, продольные – смолят, поверхность сифона окрашивают. Гибкие сифоны выполняют из резины или пластмассы, они лучше, чем жесткие, укладываются на валиках дамбочках (рис 6.6, б, в).

Перед началом полива раскладывают сифоны против каждой борозды. Расход воды сифоном зависит от его диаметра и напора. Принцип работы сифона основан на использовании разности уровня воды в подающем и отводящем каналах.

а) в)

д)

б) г)

Рис 6.6 Приспособление для поверхностного полива:

а – формы поливных щитков, применяемых для распределения воды по поливным бороздам; б – поливной сифон (размеры, в мм): 1 – временный ороситель; 2 – выводная борозда; в – трубка-не разряжающийся сифон ТСН (размеры, в мм): 1 – колено; 2 – водосборник; 3 – узел крепления водоснабжения;г – узел крепления водосборника трубки-сифона ТСН: 1 – вкладыш; 2 – хомут; 3 – упор; 4 – колпачок (см.рис, в, А-А); д – схема применения поливных трубок при поливе по бороздам (размеры в, см): 1 – выводная борозда; 2 – трубка; 3 – поливная борозда.

Для зарядки сифон погружают в воду, заполняют его и закрывают выходной конец. Затем этот конец, не открывая, вынимают из воды, переводят через дамбочку и опускают до дна борозды. Другой конец сифона в это время должен оставаться погруженным в воду. Сливное отверстие открывают, и сифон начинает работать. Малые сифоны (до 50 мм) прикрывают ладонью руки, большие – крышкой, заполненной мокрым глинистым раствором.

В последнее время в Туркмен НиГиМ разработан не разряжающиеся поливные трубки-сифоны марки ТСН; трубки из пластмассы или алюминиевого сплава; водосборник выполнен в виде цельного пластмассового стакана. Его можно устанавливать на трубках от 27 до 32 мм. Детали крепления изготовлены из пластмассы. Для обслуживания 120 таких трубок требуется один человек. Сифон не разряжается потому, что при падении уровня воды во временно оросителе в водосборниках остается вода, а в полости сифона остается разрежение. Вследствие этого при очередном подъеме уровня воды в оросителе сифон самопроизвольно включается в работу (Таблица 6.3).

В зависимости от рельефа поля и длины поливной борозды для более быстрого добегания поливной струи сначала устанавливают 2…3 сифона. После добегания струи и заполнения борозды для работы оставляют один сифон. При поливе такими сифонами производительность труда повышается, так как нет необходимости постоянно следить за состоянием оголовков поливных борозд, устранять последствия их размыва.

Таблица 6.3 Расходы не разряжающихся сифонов марки ТСН в зависимости от напора и диаметра.

Напор Н, м	Расход, л/с, при диаметре сифона , мм
0,02	0,115	0,135	0,150	0,160	0,185	0,215
0,04	0,170	0,200	0,220	0,230	0,270	0,310
0,06	0,205	0,240	0,265	0,280	0,325	0,380
0,08	0,230	0,270	0,295	0,330	0,380	0,435

Поливные трубки укладывают в бортике выводной или вспомогательной борозды (при поперечном расположении временных оросителей) на одной отметке против середины каждой борозды с таким расчетом, чтобы входные отверстия были под напором на менее 5 см, иначе они засорятся плавающим на поверхности воды мусором. Выходные отверстия трубок должны быть на 3…5 см выше горизонта воды в поливной борозде (рис 6.6, д).

Трубки изготавливают из листовой стали, резиновых шлангов, дерева, они могут быть с круглыми, квадратными или треугольными сечениями.

Переносные гибкие трубопроводы предназначены для механизации поверхностных поливов. Их изготавливают из мелиоративной ткани. Выпускают трубопроводы двух типов: транспортирующие и поливные с диаметрами 145…400 мм и производительностью 15…260 л/с. Первые выполняют без отверстий, во вторых с интервалами, равными расстоянию между поливными бороздами (40, 60, 70 или 90 см), делают водовыпускные отверстия с эластичными клапанами и конусными резиновыми пробками, при помощи которых плавно регулируют расход воды. Диаметр этих отверстий может быть 12, 20 или 40 мм.

Стандартная длина гибкого трубопровода 120 м. При поливе сельскохозяйственных культур оптимальные напоры в поливных трубопроводах равны 1,5…2 их диаметра, то есть 0,5…0,8 м.

Метод Шарова – Шейнкина. (рис 6.7). Этот способ позволяет автоматизировать подачи воды в борозды до 80-90%. Их применяют на участках с большим уклонам.

Рис 6.7 Система Шарова - Шейнкина

Основные элементы этой системы: Это магистральная и поливные трубопроводы из а нем труб. Магистральный трубопровод располагается по минимальному уклону местности. Подача воды в нее осуществляется самотеком из участкового канала.

На магистральном трубопроводы до естественного напора ≤4-х метров располагается надземные гидранты через 200-250метров с двухсторонним командованием, а далее когда естественный напор составляет >4-х метров устраиваются подземные водораспределительные регуляторы. От которых с двухсторон отходят поливные трубопроводы, имеющие отверстия Ø 6-8 мм через 0,6-0,7 метра.

К гидрантом подключается поливные шланги из мелиоративной ткани. Этие шланги имеют отверстия Ø 8-12 мм через 0,6-0,7 метров. Через эти отверстия вода попадают в борозды. Трубопроводы располагается на глубине промерзания грунта. Длина поливных шлангов и трубопроводов составляет 200-250 м каждая. Чтобы отверстия на поливном трубопроводе не засорился над ним устраивает каменную засыпку. Система Шарова-Шейнкина широкого распространение не получила. Но в Таджикистане на Самгаре и Паласе это система работает для полива хлопчатника и виноградников на площади 10 тыс.га.

Поливные передвижные агрегаты. К ним относится ППА-165У, ППА-300, и передвижной агрегат ПТ-250 (рис 6.8, 6.9, 6.10).

Рис 6.8 ППА-165У Рис 6.9 ППА-300, 80

Рис 6.10 Передвижной ПТ-250

Поливальщик передвижной агрегатный ППА-165У представляет комплект оборудования: насосная станция, механизм намотки с гибким поливным трубопроводом, навешенные на трактор класса тяги 0,9 или 1,4.

Насосная станция подает воду из открытых водоисточников в гибкий оросительный трубопровод, по которому вода через регулируемые водовыпуски распределяется по поливным бороздам. Станцию присоединяют к четырехзвеннику навески трактора. Она приводится в действие от вала отбора мощности.

Механизм намотки предназначен для механизированной раскладки и сборки гибких поливных трубопроводов

В таблице 6.4 приведены основные технические показатели поливных агрегатов.

Таблица 6.4 Поливные агрегаты и их показатели.

Параметры	Марка агрегата
ППА-165У	ППА-300	ПТ-250
Расход, л/с	150…200	245…312	170…260
Давление, МПа	0,040…0,054	0,052…0,078	0,055…0,075
Тип насоса	Осевой пропеллерный горизонтальный
Марка насоса	ОГ8-25А	ОГ5-30	ОГ8-25А
Высота всасывания, м	1,5	1,5	1,5

Комплект поливных трубопроводов состоит из трех отрезков длиной 100 м, соединяемых патрубками и хомутами. Трубопроводы с перфорацией, рассчитанные на междурядья 60, 70 и 90 см, имеют водовыпускные клапаны для регулирования расхода воды (рис 6.11).

Рис 6.11 Поливной трубопровод агрегата ППА-165У:

1 – канал для дистанционной сборки поливного трубопровода; 2 – гибкий трубопровод; 3 – соединительный патрубок; 4 – водовыпуск; 5 – хомут; 6 – напорный патрубок насосный установки.

Поливальщик передвижной агрегатный ППА-300 предназначен для полива сопутствующих культур в рисовом севообороте широким фронтом затопления, а также для влагозарядковых и промывных поливов.

Рис 6.12 Поливной трубопровод агрегата ППА-300

1 – полотно-гаситель; 2 – водовыпуск; 3 – застежка; 4 – петля; 5 – гибкий трубопровод; 6 – хомут; 7 – соединительный патрубок.

По конструкции основных узлов агрегат ППА-300 аналогичен поливальщику ППА-165У, но имеет более высокую производительность. Привод механизма намотки агрегата от гидросистемы трактора через аксиально-плунжерный гидромотор и червячный редуктор.

Вода, подаваемая насосом, поступает в поливной трубопровод и через водовыпускные отверстия распределяется напуском по чекам.

Поливальщик – трубоукладчик ПТ-250 предназначен для механизированного полива по бороздам, влагозарядковых и промывочных поливов.

Комплект поливальщика включает труботранспорте, быстроразборный оросительный трубопровод и передвижную насосную станцию СНП-150/5А.

В Казахстане в сильно ветровой зоне дождевальный агрегат ДДА-100МА переделывается на поливную машину. Для этого снимается все дефлекторные насадки. Вместе насадок вкручиваются штуцера, куда надеваются поливные капроновые трубки. Трубки бывают разной длины, который меняются в сторону увеличения длины от тракториста к концу фермы. Поливные шланги до дна борозд не доходит. Агрегат будет находится на одном месте и проводят поливы не дождями а струями воды прямо в борозду.

Орошения дождеванием.

Принцип дождевания разработан 1898 годах русским инженером Аристовым. Этот способ считается самым удобным и для почвы и для растении. При поливе дождеванием вода на орошаемое поле подается сверху в виде мелких каплей.

Дождевания имеет следующие преимущество:

● Полив полностью механизируется;

● Очень удобно при близком залегании грунтовых вод;

● Можно осуществить плотный посев;

● Не требует планировки поверхности земли;

● Сброс воды отсутствует;

● Позволяет орошать с малыми нормами.

Наряду с этими имеются ряд недостатков:

● Требует металлоконструкции для их изготовления;

● Требует горюго-смазочные материалы или электроэнергии;

● Увлажняется небольшой (40 см) слой почвы;

● Может нарушается структура почвы.

При использовании дождевального способа полива оросительная сеть могут быть закрытой или открытой. По принципу работы могут быть стационарная, полустационарная и передвижная.

При стационарной системе все оросительные системы и дождевальная техники находится в стационаре, они не двигаются.

При полустационарной системе – вся оросительная сеть находится в стационаре, а дождевальная техника находится в движении.

При передвижной системе – вся сеть и техника находится в движении.

Вся дождевальная техника по полету струй дождя делятся на 3 группа: короткоструйные, среднеструйные и дальнеструйные.

При короткоструйном – дальность полета струй дождя находится в пределах 10-15 м. К ним относится ДДА-100МА, Кубань.

При среднеструйном – дальность полета струй дождя находится в пределах 20-25 м. К ним относится «Днепр», «Волжанка» и «Фрегат».

При дальнеструйном – дальность полета струй дождя находится 30-50 метров. К ним относится ДДН-70, ДДН-100.

Каждый вид дождевания должен быть подобраны с учетом почвенно- климатических условий местности. При выборе следует обратить внимание на следующие:

♦ Интенсивность дождя должен быть равен или ниже водопроницаемости почвы. Только в этом случае поданной воды в виде дождя полностью впитывается в почву. т.е отсутствует поверхностная лужа. Для этого сначала определятся водопроницаемость данной почвы и по многочисленным измерением строится график водопроницаемость орошаемой почво-грунтов. Затем к этому графику накладывается интенсивность дождя данного агрегата. Если точка будет находиться выше линии водопроницаемость то такого агрегата в данной местности нельзя использовать т.к образуется лужа на поверхности следовательно нарушается принцип дождевания. Если точка окажется на графике или ниже графика, то такого агрегата можно использовать для полива.

Водопроницаемость почвы можно принять для почв тяжелого механического состава – 0,1-0,2 мм/мин, для грунта среднего механического состава – 0,2-0,3 мм/мин, для грунта легкого механического состава – 0,5-0,8 мм/мин;

♦ Диаметр дождя не должен превышать 1-2 мм. Иначе они могут разрушить структуру почвы;

♦ Расчетное поливная норма должна полностью подаваться дождевальной техникой и они должны полностью впитывается в почву;

♦ Коэффициент увлажнения должен доходит до 0,8.

Дождевальные насадки и аппараты. Для преобразования струи воды в дождевые капли применяют насадки и аппараты различного типа. В практике распространены короткоструйные насадки, работающие при давлении 0,05…0,25 МПа (0,5…2,5 кгс/см²), и струйные аппараты – при давлении 0,2…0,8 МПа (2…8 кгс/см²). Все насадки показаны на рисунке 6.13.

Короткоструйные насадки дефлекторного типа применяют на двухконсольном агрегате ДДА-100МА. Струи воды, выходя из отверстия сопла, обтекает конус дефлектора и принимает форму конической пленки, которая, распадаясь на отдельные капли, орошает площадь в виде круга.

Короткоструйные насадки секторного действия использует на дождевальной машине «Кубань».

Короткоструйные насадки равномерно распыляют воду с относительно малым размером капель (0,9…1,1 мм) и требуют небольших затрат энергии для образования дождя. Расход воды через насадку в зависимости от диаметра сопла и давления указан в таблице 6.5.

Таблица 6.5 Зависимость воды через короткоструйную насадку от диаметра сопла и давления.

Диаметр сопла, мм	Расход воды, л/с, при давлении перед соплом, МПа
0,1	0,15	0,20	0,25
	0,34	0,41	0,47	0,53
	0,6	0,73	0,84	0,94
	0,94	1,14	1,32	1,48
	1,14	1,38	1,59	1,79
	1,36	1,65	1,91	2,14
	1,58	1,92	2,22	2,49
	1,84	2,24	2,56	2,9
	2,12	2,58	2,98	3,34
	2,41	2,93	3,39	3,8

Струйные аппараты создают поток воды в виде одной или нескольких струй, выбрасываемых через сопла под углом к горизонтальной плоскости. Струя, распыляясь, орошает узкую полосу земли вдоль направления полета.

Во время работы корпус аппарата вращается вокруг вертикальной оси, благодаря чему поливает круг радиусом, равным дальности полета струи. Аппарат поворачивается потоком воды, который воздействует на дефлекторное (отклоняющее) устройство механизма вращения.

1- короткоструйные насадки

2- среднеструйные насадки

3- дальнеструйные насадки

Рис 6.13 Струйные аппараты.

Двухконсольный дождевальной аграгат ДДА-100МА разработан и прошел государственную испытанию в 1950 во ВНИИГиМЕ (г.Москва). С тех пор с успехом пользуется всеми видами хозяйствования.

Агрегат ДДА-100МА поливает в движении, забирая воду из открытых оросителей, нарезанных на орошаемой площади через 120 м. Воду забирает из временных оросителей с помощью насоса агрегата и подает ее в двухконсольную ферму, на которой установлены дождевальные насадки.

Вдоль временных оросителей устраиваются дороги шириной 3-3,5 м, по ней двигается агрегат.

Первый временный ороситель проходит на растении 60 м от края поле, затем через каждые 120 метров. Технология работы агрегата ДДА-100МА показан на рисунке 6.14.

Рис 6.14 Технология организация и проведения орошения агрегата ДДА-100МА

1 – источник орошения; 2 – головной водозабор; 3 – магистральной канал; 4 – распределения воды и учет вода; 5 – хозяйственный канал; 6 – мосты и проезды; 7 – временный ороситель; 8 – дороги; 9 – граница полей; 10 – орошаемая поле; 11 – коллектор; 12 – ДДА-100МА.