Шланговые дождевальные машины предназначены для автоматизированного полива зерновых, технических, кормовых и овощных культур, а также многолетних трав, лугов и пастбищ способом дождевания как чистой водой, так и подготовленными животноводческими стоками. При этом забор воды осуществляется от гидрантов закрытой оросительной системы или от поверхностных распределительных каналов с подачей воды от передвижных насосных станций. Машины можно эффективно использовать на полях со сложным микрорельефом и на участках неправильной конфигурации.
1 – гидрант; 2 – барабан ДМ; 3 – шланг; 4 – дождеватель; I – размотка шланга при помощи колесного трактора; II – намотка шланга на барабан
Рисунок 1. Схема расположения и передвижения дождевальной машины «ОКМИС»
Дождевальная машина состоит из шасси на пневматических колесах, поворотной платформы, на которой установлена катушка с мотком гибкого полиэтиленового трубопровода, механизмов привода катушки, ускоренной намотки и управления укладкой трубопровода на катушку, тележки с дождевальным аппаратом и механизма его подъема, контрольно-измерительных приборов и узлов подсоединения.
Механизм привода катушки, который использует энергию воды, идущей на полив, включает турбину с байпасной регуляцией и многоступенчатую коробку передач. Механизм ускоренной намотки трубопровода приводится в действие от ВОМ трактора и служит для подтягивания тележки с дождевальным аппаратом к машине по окончанию полива, в случае непредвиденных обстоятельств (например, дождь), для сливания воды при постановке машины на хранение. Механизм управления укладкой трубопровода на катушку контролирует диаметр катушки, которая изменяется в зависимости от слоев намотанного трубопровода и обеспечивает постоянную заданную скорость перемещения тележки с дождевальным аппаратом, которая может регулироваться от 10 до 120 м/ч. Тележка, которая состоит из рамки со стояком на колесах, используется для перемещения дождевального аппарата, ширина захвата которого составляет 70 - 115 м. Дождевальный аппарат имеет оригинальную конструкцию, которая включает реверсивную систему для настройки его на полив по сектору. Угол оросительного сектора регулируют перестановкой упоров на корпусе дождевального аппарата в пределах 5 - 360о. Заменой сопел и изменением рабочего давления регулируют расходы поливной воды от 20 до 140 м3/ч, что обеспечивает интенсивность дождя от 10 до 60 мм. Сопла с меньшими диаметрами предназначены для освежающих поливов на ранних стадиях развития растений. Для этого же можно использовать и оросительные штанги, которые входят в дополнительное оборудование машин. Для управления рабочим процессом дождевальная машина серии Р5 комплектуется компьютерной системой “АКВАСИСТЕМ”. Все конструктивные элементы машин имеют антикоррозийное покрытие, при этом шасси, поворотная платформа и тележка с дождевальным аппаратом оцинкованы, а катушка для намотки гибкого трубопровода покрыта полиуретановой краской.
Под заказ дождевальные машины могут комплектоваться высокопродуктивным насосом с приводом от двигателя внутреннего сгорания для подачи воды в гибкие поливные трубопроводы или вспомогательным насосом при питании машины от низконапорной водной магистрали. На этих машинах может быть установлен компактный дизельный двигатель для обеспечения гидравлического управления рабочими органами машины и перематывания трубопровода, а также компрессор, с помощью которого быстро и легко можно освободить поливные трубопроводы машины от воды. Особого внимания заслуживают поливные штанги, которыми могут комплектоваться дождевальные машины и которые специально разработаны для полива овощей и чувствительных растений, выращиваемых на больших площадях.
Серия R OCMIS IRRIGATION
Шланговые дождеватели с вращающейся рамой. Эти машины позволяют орошать поля, расположенные напротив друг друга, без предварительной установки шасси, и могут работать под любым углом по отношению к рабочей колее.
Серия R OCMIS IRRIGATION
Технические характеристики
| Модель | R4-R4/1-R4/2 |
| Диаметр шланга (мм) | 90-140 |
| Длина шланга (м) | 300-530 |
5.2 Гидравлический расчет оросительной сети
После выбора дождевальной машины необходимо произвести гидравлический расчет, для того, чтобы выяснить, какие необходимо использовать насосные станции. По техническим характеристикам выбираем наиболее подходящие варианты, и используем их при расчете гидравлической сети. Для примера расчетов, возьмем дождевальную машину Фрегат.
3 28 л/с 1 28 л/с 2
249 м 249м
 |
56 л/с
0 НС
Рисунок 8 Гидравлическая сеть
l0-1=299 м- длина трубопровода от насосной станции, участок 0-1;
l1-2=l1-35=249 м- длина трубопровода на участке 1-2, 1-3.
Находим диаметры трубопроводов на каждом участке по формуле:
d=1,13*√Q/V
0-1: d=1,13*√0,056/1,75=0,202 м
Нормативные: d=220; t=10
1-2=1-3: d=1,13*√0,028/1,75=0,143 м
Нормативные: d=160; t=9.
Потери по длине:
h0-1 l=0,025*1,782/2*9.81*299/0.2=6.04 м
dн=220-10-10=200 м
V=1,132*0,056/0,22=1,78
h1-2 l=0,025*(1,722/2*9,81)*(249/0,144)=6,52 м
dн=160-9-9=144
V=1,132*0,028/0,1442=1,72
Σhl=6,04+6,52=12,56 м
Σhм= 0,1*Σhl =0,1*12,56=1,256 м
hг+hв=106,75-100,0=6,75 м
hс=47 м
Ннс = hг + hв + hl + hм + hс = 6,75+12,56+1,256+47=67,566 м
Qнс = Qнетто/ƞ = 56/095=58,95 л/с
Из всего списка насосных станций, приведенных в приложениях 8 и 9, наиболее подходящей по напору и расходу является СНП-50/80.
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ И ЛЕСОПОЛОС НА ОРОШАЕМОМ УЧАСТКЕ
Дороги на орошаемых землях подразделяют на межхозяйственные, внутрихозяйственные, полевые и эксплуатационные.
Межхозяйственные дороги служат для связи хозяйств между собой и райцентром, железнодорожными станциями и др.
Внутрихозяйственные дороги служат для соединения центра хозяйства с фермами, бригадами, станами либо связывают указанные объекты между собой.
Полевые дороги обеспечивают подъезд к каждому полю севооборота и к ближайшим межхозяйственным дорогам.
Эксплуатационные дороги предназначены для обслуживания, содержания и ремонта каналов и сооружений на мелиоративной сети.
Дороги проектируют вдоль постоянных каналов, распределительных и полевых трубопроводов, а также вдоль поливных участков по верхней или нижней их стороне.
В первом случае дорога располагается в верхней части поля, без кювета с низовой стороны. Водовыпуски во временные оросители проектируют с переездами. Для подъезда на каждый поливной участок, а также к дорогам вдоль временных оросителей (при поливе дождевальными машинами типа ДДН и ДДА) предусматривают переезды через водосборный канал.
Ширина земляного полотна хозяйственных дорог - 6,5 м, полевых и эксплуатационных - 5,0 м; кюветы имеют трапецеидальное и треугольное сечение. В местах пересечения дорог с распределительными и магистральными каналами строят мосты или трубчатые переезды, ширина пр части которых 5 м.
Лесополосы проектируют для снижения скорости ветра, испарения с поверхности полей воды, ослабления действия суховеев, уменьшения зарастания каналов. Их создают из высокорастущих пород деревьев с высоким подлеском продуваемой конструкции. Располагают вдоль оросительных дренажных каналов, постоянных дорог, по границам водоемов, полей севооборота.
Расстояние между основными лесополосами принимают с учетом дальности действия полос (равным 20-30-кратной высоте деревьев), требований механизации полива и обработки почвы. Это расстояние - 500-900 м.
При работе дождевальных машин «Фрегат» на нескольких позициях (или полях) в лесополосах предусматривают проезды шириной 4,5 м. Лесные полосы вдоль каналов сажают двух-, реже четырехрядными. Вдоль водохранилищ, по границам степных орошаемых участков устраивают 7-10-рядные лесные полосы. Расстояние между деревьями в ряду 0,7-1 м, а между рядами -2,5-3 м.
Для степных и лесостепных районов рекомендуются следующие породы деревьев и кустарников: тополь пирамидальный, дуб, акация белая, береза, вяз обыкновенный и узколистный, ильм, клен, лиственница, липа мелколистная, шелковица белая, яблоня, бересклет, лох, желтая акация, ирга, лещина, жимолость, боярышник, гледичия.
Ширина лесных насаждений
| Санитарно-защитные зоны | Ширина лесных насаждений, м | Конструкция лесонасаждений |
| По границам севооборотов | 5-9 | Ажурная |
| Вдоль автомобильных дорог I и II категорий и железных дорог | 12-15 | Непродуваемая |
| Вокруг накопителей поверхностного и дренажного стока, смесителей, накопителей стоков | 8-12 | Продуваемая или ажурная |
| Водоисточников природной воды | 5-9 | Непродуваемая |
| По границе полей, вдоль полевых и эксплуатационных дорог III категории | 5-9 | Продуваемая |
На склонах лесополосы любого назначения следует располагать в направлении, близком к горизонталям, и только на ровных участках полезащитные лесные полосы располагают поперек направления господствующих ветров. В противном случае они могут стать местом концентрации стока и развития линейной эрозии. Дороги прокладывают по границам полей в направлении, близком к горизонталям. На тех дорогах, которые вынужденно пересекают горизонтали, устраивают распылители стока в виде валов, пересекающих дорожное полотно, которые направляют сток в безопасные места. Ориентация лесополос—поперек господствующих юго- западных ветров. Их целесообразно размещать по наиболее возвышенным элементам рельефа (вершины и верхние трети сопок, гряды, увалы, холмы), по местоположениям, где газо-и пылезадерживающая функция будет выполнена в наиболее полной мере.
Полезащитные лесополосы создают смешанными и чистыми. В районах с дефицитом влаги на бедных или солонцеватых почвах предпочтение отдают чистым 1-2-породным культурам.
Эффективность лесополос зависит от угла атаки ветра: чем меньше направление ветра отклоняется от перпендикуляра к полосе, тем больше эффективность системы. Чем меньше направление ветра отклоняется от направления лесополосы, тем меньше ее эффективность; однако она никогда не равна нулю. Полоса, даже параллельная ветру, снижает его скорость, однако эффективность ее при этом составляет примерно 25% от эффективности при поперечном ветре. Область влияния лесополосы на поток обнаруживается и с наветренной и с подветренной сторон. Причем область, расположенная с наветренной стороны, во много раз меньше области, расположенной с подветренной стороны. Чем больше проницаемость полосы, тем меньше зона влияния, расположенная с наветренной стороны.
На месте будущей лесополосы на склонах крутизной до 4° предварительно производят засыпку промоин и выполаживание склонов мелких оврагов. В верхней части склона выше лесополосы устраивают распылители стока. На склонах крутизной до 7° почву обрабатывают полосами, оставляя необработанными полосы метровой ширины. В случае коротких межовражных участков почву готовят с применением лесных двухотвальных плугов, которые делают борозды шириной 70 см и глубиной 6-15 см, которые, аккумулируя сток, предотвращают смыв.
Водорегулирующие лесополосы закладываются на эродированных склонах, используемых под сельскохозяйственные культуры, и предназначены для перевода поверхностного стока во внутрипочвенный, распыления концентрированных струй водного потока и уменьшения их скорости, осаждения мелкозема. Число лесополос и расстояние между ними зависят главным образом от крутизны и длины склона: с увеличением крутизны расстояние между лесополосами уменьшается. Располагаются водорегулирующие лесополосы вдоль горизонталей. Ширина полос должна быть не менее 12,5 м. Их формируют из высокополнотных насаждений (с шириной междурядий не более 1,5—2,0 м). Сокращение или прекращение смыва почвы и улучшение водного режима водорегулирующими полосами повышают продуктивность сельскохозяйственных угодий в 1,5—2 раза.
Стокорегулирующие лесополосы, совмещенные с простейшими гидротехническими сооружениями, валами и валами-канавами, могут в среднем, задержать на серых лесных и каштановых почвах слой талой воды около 15 мм, а на черноземах - до 30-35 мм. Стокорегулирующие лесополосы на склонах выращивают по технологии, рекомендованной для выращивания полезащитных лесных насаждений.
Ширина прибалочных лесополос, согласно действующим инструкциям, ограничена диапазоном 12,5-21 м. Выбор ширины и конструкции прибалочной лесополосы зависит от условий снегонакопления, поскольку накопление большого количества снега в лесополосе может сопровождаться усилением смыва и размыва почвы при его таянии. При прочих равных условиях чем плотнее и шире лесополоса, тем больше снега она аккумулирует. Чем меньше ширина и больше ажурность лесополосы, тем меньше сугроб в самой лесополосе и тем равномернее распределение снега в межполосном пространстве. В то же время мелиоративная эффективность плотной конструкции выше. Поэтому обоснование ширины и конструкции прибалочной лесополосы должно включать учет местных особенностей почв, рельефа, микроклимата.
Системы полезащитных лесополос проектируют с учетом преобладающего во время пыльных бурь направления ветров. Лесополосы в системе целесообразно располагать перпендикулярно преобладающему направлению наиболее опасных ветров. Однако при этом надо учитывать и опасность водной эрозии. Согласно действующим инструкциям на склонах круче 2° лесополосы необходимо располагать поперек склона, независимо от направления ветра.
7. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ
Главные требования, которые предъявляют к орошению, — повышение плодородия почвы, создание благоприятных условий для роста и развития растений, получение высоких урожаев наиболее ценных культур при отличном качестве продукции и низкой себестоимости. Для этого рассчитывают экономическую эффективность орошения. Расчет экономической эффективности дождевания и орошения начинают с определения урожайности сельскохозяйственной культуры:
Урожайность сельскохозяйственной культуры:
∆У=Уо-Уб (1),
где Уо –урожайность орошения,
Уб – урожайность богара.
∆У=30-10=20 ц/га
Находим валовый сбор:
∆ВС=∆У*F (2),
где F–площадь орошения.
∆ВС=20*49 =980
Стоимость валовой продукции:
С=ВС*ЗЦ (3),
где ЗЦ- закупочная цена на единицу продукции (данные на сайте msx.rb)
С=980 * 21000=20580000
Затраты:
Прямые затраты на единицу сельскохозяйственной продукции состоят из затрат сельскохозяйственных и мелиоративных затрат:
ПЗ=Зм+Зсх (4),
Зсх=10*21000=210000 руб/га
В свою очередь мелиоративные затраты состоят из затрат на подачу воды и на полив:
Змел=Зв+Зп (5),
где Зв - затраты на подачу 1м3 воды на передвижных насосных станциях, руб./м3,
Зп - затраты на проведение 1 полива, руб./га.
Зв=Зв'*М (6),
Зп=Зп'*П (7),
где Зв'- затраты на подачу 1м3 воды, 5руб/м3,
Зп' - затраты на проведение 1 полива, 1000 руб./га.
М- оросительная норма, м3/га,
П- количество поливов.
Змел=Зв+Зп= 4000+5615=9615
Зв=Зв'*М=5*1123=5615 руб/га
Зп=Зп'*П= 1000*4=4000
Затраты на орошение:
Зор=Зсх+Змел (8),
Зор=210000+9615=219615 руб/га
Затраты на богаре: Зб=F*Зсх (9),
Зб=49*210000=10290000 руб
Затраты на орошаемом участке: Зор=F*Зор (10),
Зор=49*219615= 10761135 руб
∆З=Зор-Зб (11).
∆З=10761135-10290000= 471135 руб
Затраты на уборку дополнительной продукции:
Зудп= (25% * Зсх)/100% (12).
Зудп= 0,25*210000/100=525
Общие затраты:
Зобщ=Зудп+Зсх+Змел (13).
Зобщ=525+210000+9615=220140 руб
Затраты:
З=Зобщ* F (14).
З=220140*49=10786860 руб
По вычисленным данным находим прибыль, получаемую от продукции:
П=С-З (15),
П=20580000-10786860=9793140 руб
Вычисляем рентабельность продукции на орошаемом участке:
Р=100*П/З (16),
Р=100*9793140/10786860=90,79%
Для установления срока окупаемости капиталовложений необходимо учесть капитальные и единовременные затраты:
Ток=К/П (17),
где Ток-срок окупаемости капиталовложений, лет,
К-капитальные затраты (единовременные), руб/га,
П –прибыль, руб.
При вычислении результатов необходимо учитывать, что норма срока окупаемости составляет Тн= 10 лет. Если срок окупаемости превышает 10 лет, то проводить систему дождевания становится крайне невыгодно.
Ток=10786860/9793140=1,1 года, что не удовлетворяет условие Ток≤Тн
Приложение 1
Ведомость расчета дефицита водного баланса.
| № | Показатели | Усл. об-ния | Апрель | Май | Июнь | Июль | Август | Сентябрь | |||||||||||
| Суммарное водопотребление,% | Е | ||||||||||||||||||
| Суммарное водопотребление,м3/га | Е | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 11,0 | 14,1 | 16,0 | 15,0 | 11,0 | 9,0 | 6,0 | ||||||||
| Сумма осадков за декаду, м3/га | P | ||||||||||||||||||
| Количество используемых осадков, м3/га | P0=mP | ||||||||||||||||||
| Подпитка из грунтовых вод, м3/га | Wгр | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||||||||
| Почвенные влагозапасы на начало декады м3/га | Wн | - | - | - | - | - | - | ||||||||||||
| Почвенные влагозапасы на конец декады м3/га | Wк | -122 | - | - | - | - | - | - | |||||||||||
| ДВБ на конец декады м3/га | ДВБ | -32 | |||||||||||||||||
| ДВБ на конец декады с нарастающим итогом м3/га | ∑ДВБ | -32 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При выполнении курсового проекта по дисциплине Мелиорация земель я ознакомилась с литературой и методикой разработки режима орошения при поливе дождеванием в условиях севооборота. В процессе работы приводила расчетные данные по определению основных параметров при проектировании системы орошения дождеванием. Ознакомилась с общей характеристикой дождевания, природно- климатическими условиями своего района, в частности, местонахождением проектируемого участка, его почвенными и климатическими характеристиками. Научилась производить расчеты оросительной нормы, определять расчетные периоды для учета осадков, рассчитывать дефицит водного баланса для сельскохозяйственных культур, определять сроки и продолжительность поливов, строить таблицы и интегральные кривые дефицита водного баланса.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ОДНОТОМНЫЕ ИЗДАНИЯ
1. Закон Республики Башкортостан «О мелиорации земель». от 29.04.2002 N 313-з
2. Агроклиматический справочник. По Нуримановскому, Уфимскому, Благовещенскому районам РБ. Свердловск, 1987г. C. 95.
3. Дементьев В.Г. Орошение. - М: Колос, 1979.- 303 с. Зайдельман Ф.Р. Мелиораци почв. - М: МГУ, 1996.- 382 с.
5. Маслов Б.С. Сельскохозяйственная мелиорация. - М.: Колос, 1984.-511 с.
6. Практикум по сельскохозяйственным мелиорациям. Волковский П.А., Розова А.А. - М: Колос, 1980,- 118 с.
7. Хазиев Ф.Х., Герасимов Ю.В., Мукатанов А.Х., Бульчук П.Я., Курчеев П.А. Монографическая и агропроизводственная характеристика почв Башкирской БАССР. - Уфа: Гилем, 1985. C. 136.
8. Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х., Хабиров И.К., Кольцова Т.А., Габбасова И.М., Рамазанов Р.Я. Почвы Башкортостана. Том 1. Эколого-генетическая и агропроизводственная характеристика. Уфа: Гилем, 1995.
9. Пацков А.А., Максютов Ф.А. Мелиорация и рациональное использование земель в Башкирии. Уфа, 1973
10. Мелиорация земель в Башкирии. Уфа, 1975; Хазиев Ф.Х., Мукатанов А.Х.
Исходные данные для выполнения курсового проекта.
1. Район проектирования: Давлекановский (ближайший Альшеевский).
2.Орошаемая культура – подсолнечник на смене.
3. Площадь поля – 49 га
4. Соотношение сторон поля прямоугольной формы – 4:9.
5. Источник воды для орошения – Пруд или водохранилище.
6.Перепад поля по высоте – 449 см.
7. Расстояние (кратчайшее) от края поля до источника воды для орошения - 449 м.
8.ЛЭП.
9. УГВ - 10 м.
10. Превышение отметки нижней точки поля над уровнем воды в источнике орошения – 11м.