Полив из временной оросительной сети в земляном русле

Гидравлический расчет переносного поливного шланга.

Известные величины :

1. - расход шланга, м³/с;

2. -расход в голове борозды, равный расходу отверстий
(водовыпусков), м³/с;

3. - длина шланга, м; =50-70 м;

4. - допускаемая скорость движения воды в начальном сечении шланга, м/с; =1,0-1,2 м/с;

5.- коэффициент сопротивления по длине шланга, =0,014-0,018 для полиэтиленовых шлангов.

Расчетом определяем:

- диаметр шланга, мм;

- диаметр отверстий водовыпусков, м;

- уклон, с которым укладывается шланг на поле.

Диаметр шланга , мм, определяем по зависимости:

(9)

и округляем до ближайшего стандартного значения (150, 200, 250, 300, 350, 420, 460 мм).

Диаметр отверстий (водовыпусков) в шланге , мм:

, (10)

где - коэффициент расхода (для полиэтиленовых шлангов = 0,6);

- действующий пьезометрический напор над центром отверстий,
=(2-4)×, м.

Уклон , с которым укладывают шланг, определяем по формуле:

, (11)

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

- коэффициент, учитывающий влияние скоростного напора (@1).

Временная оросительная сеть может быть полностью в земляном русле. Рассмотрим вариант проектирования временной оросительной сети в земляном русле при продольном ее расположении в плане.

Оросительная сеть состоит из временных оросителей (К1, К2 и т.д.) и выводных борозд, которые нарезают каналокопателями в земляном русле (рис.2). Временные оросители имеют одинаковые направления с поливными бороздами (или полосами), т.е. расположены вдоль наибольшего уклона местности. Выводные борозды нарезают поперек поливных борозд (или полос) с уклоном не более 0,002. Расстояние между выводными бороздами равно длине поливной борозды или полосы.

Длина временных оросителей находится в пределах 400-800 м, а расход принимается по стандарту в зависимости от величины продольного уклона местности и свойств почвы (табл. 1).

Таблица 1 - Допускаемые расходы временных оросителей в зависимости от уклона местности (при =0,4)

Принятый по стандарту расход временного оросителя должен быть по возможности наибольшим и кратным максимальной ординате укомплектованного графика водоподачи на севооборот.

Размер подкомандной временному оросителю площади , га, определим по зависимости:

, (12)

где - подкомандная временному оросителю площадь, га;

- стандартный расход временного оросителя брутто, л/с;

-продолжительность полива подкомандной площади, _.=2 сут;

- максимальная поливная норма вегетационного периода ведущей культуры, м³/га.

Общее число оросителей на поливном участке , шт:

, (13)

где - площадь поливного участка нетто, га.

Расстояние между временными оросителями , м:

, (14)

где - размер поливного участка в направлении полива, м.

При продольной схеме расстояние между временными оросителями должно быть в пределах 80-150 м в зависимости от рельефных условий.

Расчетное число одновременно действующих временных оросителей , шт:

(15)

где - максимальная ордината укомплектованного графика

водоподачи на севооборотный участок, л/с;

- коэффициент использования оросительной воды на поливном

участке, =0,9-0,95.

Полученное число округляется до целого значения в большую сторону и уточняется расчетный расход на поливной участок , л/с:

, (16)

где - принятое число одновременно действующих временных оросителей, шт.

Установленные расчетом элементы временной оросительной сети для одного типового участка не могут быть формально перенесены на все остальные и должны корректироваться в зависимости от почвенных и рельефных условий каждого из них.

Временная оросительная сеть при продольном ее расположении имеет недостатки:

- занимает 5-6 % полезной площади;

- препятствует механизации обработки почвы;

- на фильтрацию теряется до 10% оросительной воды;

- сдерживает производительность труда.

Положительным качеством можно считать простоту устройства продольной оросительной сети.

Временная оросительная сеть в земляном русле при поперечном ее расположении в плане применяется на спланированных площадях при продольных уклонах в пределах 0,004-0,01 и поперечных не более 0,003.

При поперечной схеме нарезают поперек поливных борозд или полос временные оросители. Выводные борозды в этой схеме отсутствуют и воду из временных оросителей подают с помощью сифонов непосредственно в поливные борозды (рисунок 3). Длину временных оросителей принимают в пределах 400-800 м, оптимальный продольный уклон 0,0006-0,0008. Расстояние между оросителями соответствует длине поливных борозд или полос.

1 - внутрихозяйственный распределитель; 2 - участковый канал; 3 - временный ороситель; 4 - поливные борозды; 5 - сбросной канал; 6 - хозяйственная дорога; 7 - лесополоса.

Рисунок 3 – Поперечная схема расположения временных оросителей

Площадь, подкомандная временному оросителю , га:

(17)

где - размер поливного модуля в направлении нарезки временных оросителей, м;

- длина поливных борозд или полос, м.

Расход временного оросителя, необходимый для полива подкомандной площади, , л/с:

, (18)

где - максимальная поливная норма вегетационного полива пропашной культуры, мм или м³/га;

- подкомандная временному оросителю площадь, га;

- продолжительность полива подкомандной площади,

=2-3 суток.

Полученный расход округляют в большую сторону до стандартного значения.

Временная оросительная сеть в земляном русле имеет существенные недостатки, поэтому при поперечной схеме для полива по бороздам и полосам применяют поливные машины.

Оросительная сеть с применением транспортирующих трубопроводов используется при продольных уклонах местности более 0,003 и до 0,01 и слабо выраженном поперечном уклоне менее 0,0005. В этой схеме по уклону местности в направлении полива проектируются закрытые транспортирующие трубопроводы двустороннего командования из асбестоцементных труб длиной до 1500-2000 метров. Подача воды в поливную сеть обеспечивается с помощью поливных шлангов длиной 150-200 м, которые подключаются к гидрантам трубопровода (рисунок 4).

Устанавливается расход транспортирующего трубопровода , л/c:

, (19)

где - эксплуатационный показатель =1,15-1,30;

- максимальная величина поливной нормы вегетационного полива культуры, мм или м³/га;

- обслуживаемая транспортирующим трубопроводом площадь, га;

- продолжительность полива этой площади, =2-4 сут.

Определяется число одновременно действующих на поливном участке транспортирующих трубопроводов , шт:

, (20)

где - расход нетто, направляемый на поливной участок и равный расчетному расходу , л/с;

- коэффициент использования воды на поливном участке =0,97-0,98

Число одновременно работающих трубопроводов округляется до целого , и уточняется расход транспортирующего трубопровода в пределах от 60 до 150 л/с.

1 – участковый канал или лоток; 2 – транспортирующий трубопровод;

3–поливной шланг; 4 – водовыпуск в транспортирующий трубопровод; 5 – гидрант-водовыпуск для подключения шланга; 6 – колодец промывной;7 – направление полива; 8 – водосбросной канал;

9 – хозяйственная дорога; 10 – лесополоса.

Рисунок 4 – Поливной участок с комбинированной сетью

Для подачи воды в поливные шланги на транспортирующем трубопроводе устанавливаются гидранты на расстоянии, равном длине поливных борозд.

Число гидрантов на трубопроводе определяется , шт:

, (21)

где - число гидрантов на транспортирующем трубопроводе;

- длина поля нетто, м;

- длина борозды, м.

Определяется расход поливного шланга (по ф. 5, Л. 12) и принимаем его не более 100 л/с, так как при пропуске большого расхода увеличивается диаметр шланга и затрудняется перемещение его по полю.

Расчетное число одновременно работающих поливных шлангов , шт:

(22)

округляется до ближайшего целого числа и уточняется расход поливного шланга. Если расход поливного шланга больше 100 л/с, то его расход принимаем в пределах 50-100 л/с, а расчетом устанавливается длина шланга, распределяющая воду , м:

(23)

и число тактов , ед:

. (24)

Гидравлические расчеты поливного шланга выполняются по формулам

9-11 (Л. 12), а транспортирующего трубопровода по таблицам Шевелева Ф.А. По расходу транспортирующего трубопровода вычисляется его диаметр и принимается стандартное значение для асбестоцементных труб ВТ-9.

Находятся потери напора на длине 1 км (1000i) и средняя скорость, затем определяются потери напора , м, по всей длине :

. (25)

Местные потери для приближенных расчетов принимаются равными 5 - 10 % от потерь напора по длине, а суммарные , м, равняются:

. (26)

Диаметр транспортирующего трубопровода подбирается с таким расчетом, чтобы действующий пьезометрический напор на каждом гидранте был больше напоров, необходимых для нормальной работы поливных шлангов, на величину потерь напора в гидрантах-водовыпусках .

(27)

где - необходимый напор в голове поливного шланга равный 2-3 диаметрам поливного шланга, м. =(2-3) ;

- потери напора в гидранте, м (порядка 0,15-0,20 м).

Лекция 13