Автореферат (Ресурсосберегающие технологии и технические средства орошения), страница 6

В результате разработки и исследований новых систем капельного орошения предложена методика расчета их основных параметров. Низконапорная система капельного орошения работает за счет использования уклона местности, обеспечивающего в поливных трубопроводах постоянный ток воды при заполнении сечения трубы примерно на 2/3 диаметра. На рисунке 13 представлена эмпирическая зависимость пропускной способности поливного трубопровода от уклона его укладки. Предел наполнения трубопровода зависит от конструкции микроводовыпусков. Нижний предел наполнения определяется минимально допустимым расходом трубопровода в концевой части.

Равномерное распределение поливной воды между капельницами обеспечивает практически одинаковый напор в них, который равен сумме глубины наполнения трубопровода и высоты емкости водовыпуска.

Расход истечения жидкости из отверстия определяется по формуле:

			(30)

Рисунок 13. Зависимость пропускной способности низконапорного трубопровода 1 - рассчитанная по формуле Шези при условии полного наполнения трубопровода; 2 - фактическая зависимость, полученная опытным путем.

где - подача воды, л/ч; 3,6 - переводной коэффициент; - диаметр водовыпускного отверстия, см; - глубина наполнения емкости, см.

Теоретически заполнение поливного трубопровода может изменяться от 16 мм - при полном наполнении, до нуля - при полном его опорожнении. Однако нами установлено, что из-за пульсации потока воды в трубопроводе и возможной при этом утечки воды из воздушного отверстия, глубина заполнения трубопровода не должна превышать 0,7...0,8 внутреннего диаметра. Верхний предел наполнения трубопровода с внутренним диаметром 16 мм следует ограничить глубиной потока примерно 12мм. Минимальная величина заполнения, при которой микроводовыпуски работают в рабочем режиме, не должна быть меньше 2...3 мм. Минимальная величина транзитного (сбросного) расхода поливного трубопровода ограничивается показателем 5х10^-3 л/с или 18 л/ч. Это значение берется в качестве исходного для гидравлического расчета самонапорных поливных трубопроводов.

Таким образом величина подачи воды из водовыпусков самонапорного поливного трубопровода определяется диаметром водовыпускных отверстий и слоем воды над ними. Высота слоя воды над водовыпускным отверстием равна сумме высот низконапорной емкости и слоя воды в трубопроводе, которая для труб с наружним диаметром 20 мм (внутренний 16 мм) изменяется от 2...3 до 12 мм. Равномерность раздачи поливной воды между капельницами определяется по формуле:

(31)

где - равномерность, %; - средний, из 25 % минимальных, расходов капельниц, л/ч; - средний расход капельниц, л/ч.

Высокая равномерность раздачи поливной воды обеспечивается достаточной величиной напора воды в емкости. Для капельниц с высотой 32 мм построен график зависимости расхода от диаметра водовыпускного отверстия. Разность между предельно-допустимым и транзитным расходами является максимальной величиной путевого расхода

(32)

где - максимально возможный расход воды, выходящий через капельницы на полив, л/с; - предельно-допустимый расход в голове трубопровода, л/с; - минимально-допустимый транзитный (сбросной) расход, л/с.

В таблице 7 приведены обобщенные данные для поливного трубопровода, имеющего предельно-допустимые значения расхода в голове и транзитного расхода.

Таблица 7. Основные характеристики низконапорного поливного трубопровода и капельниц при различном уклоне его расположения

Уклон местности	Предельно-допустимый расход воды, л/с	Минимально допустимый транзит воды, л/с	Средний расход воды, л/ч	Равномерность, %
0,05	90×10-3	5×10-3	7,2	92,2
0,10	125×10-3	5×10-3	7,2	92,2
0,15	150×10-3	5×10-3	7,1	93,0
0,20	180×10-3	5×10-3	7,2	92,2

По расходу воды и схеме установки капельниц на трубопроводе определяется предельная длина трубопровода:

(33)

где - максимально возможная длина поливного трубопровода, м; - максимально-возможная длина поливного трубопровода, м; - расстояние между капельницами на трубопроводе, м; - расход капельниц.

Расчет технологии полива синхронным импульсным дождеванием.

При поливе синхронным импульсным дождеванием расход влаги сельскохозяйственным полем компенсируется ежедневно (Лебедев Г.В. 1969,1976, Носенко В.Ф., 1973), поэтому за расчетный уровень влажности почвы принимается величина:

(34)

где: - коэффициент, характеризующий рекомендуемый уровень влажности почвы при импульсном дождевании, он находится в пределах 0,4...0,6, соответственно для песчаных и глинистых почвогрунтов; - влажность почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости почвы, % НВ; - допустимый порог иссушения почвы при обычном дождевании, % НВ, который колеблется от 0,50 до 0,85 в зависимости от водно-физических свойств почвы, культуры и фазы ее развития.

Расчетный удельный расход (гидромодуль) рассчитывается, исходя из условия компенсации среднесуточного дефицита водопотребления, затрат воды на формирование микроклимата и снос за пределы орошаемого участка:

(35)

где - удельный расход воды, л/с на 1 га; - норма водоподачи за расчетный период, мм; - продолжительность расчетного периода, сут; - коэффициент использования времени при круглосуточной работе системы, принимается равным 0,85...0,90, сут; - коэффициент, учитывающий агротехнические работы, обуславливающие периодическую остановку комплекта (обработка почвы, обработка растений химикатами, уборка и вывоз продукции), в зависимости от конкретных условий коэффициент меняется от 0,80 до 0,95.

Зависимость для определения поливной нормы при импульсном дождевании:

_{m=∆Ev ∙Tn ∙Kn} (36)

где - средний дефицит водопотребления за расчетный период, мм/сут; - продолжительность расчетного периода, сут; - коэффициент, учитывающий затраты воды на смачивание листьев, на формирование микроклимата и снос влаги за пределы орошаемого участка.

Расчет элементов технологии мелкодисперсного дождевания.

Технология мелкодисперсного дождевание предусматривает увлажнение наземной части растений в напряженные по температурным параметрам дни с переодичностью от 40 до 60 мин. несколько раз в день. С помощью мелкодисперсного дождевания обеспечивают регулирование микро- и фитоклимата, внесение удобрений для внекорневой подкормки, пестицидов, физиологически активных веществ, защиту растений от заморозков, возможность нанесения на листовую поверхность растений веществ, изменяющих их оптические свойства с целью искусственного увеличения их отражательной способности. При проведении мелкодисперсного дождевания нами для каждой климатической зоны определены поливные и оросительные нормы с учетом климатических показателей (таблица 8).

Таблица 8. Климатические показатели за вегетационный период

Почвенно-климатическая область	Интенсивность испарения за вегетационный период, мм						Характеристика периода с температурой выше 20 оС		Характеристика периода с температурой выше 25 оС
	Месяц						Кол-во дней	Кол-во часов в день	Кол-во дней	Кол-во часов в день
	IV	V	VI	VII	VIII	IX
Лиственно-лесная	0,8	2,2	2,6	2,4	2,0	1,4	46,3	8	37,2	8
Лесостепная	1,4	3,5	3,7	3,6	3,0	1,8	48,0	8	41,1	8
Степная	1,8	4,3	5,0	5,0	4,5	2,7	48,5	10	58,1	10
Сухостепная	2,3	4,7	5,8	6,3	6,0	3,8	49,2	12	65,3	12
Полупустынная	2,6	5,0	6,6	7,2	6,4	3,9	50,0	12

В качестве климатических показателей использованы статистические данные о количестве суток и количестве часов в сутках с температурой выше оптимальной для данной культуры в основные фазы ее развития. На основе исследований предложена зависимость для определения оросительной нормы: