Сельскохозяйственные мелиорации (стр. 5 )

Основным элементом площадки является гидравлический почвенный испаритель ГР-17. На площадке установлено 3 таких испарителя 1 малой модели площадью 2000 см2 и высотой монолита 150 см (см. рис. 5.6).

Рис. 5.7. Схема воднобалансовой площадки

На площадке также имеется почвенный испаритель 2 типа ГР-25. Площадка, кроме того, включает плювиограф П-2 (позиция 3), почвенный дождемер 4, психрометрические будки 5 и 6 (с термографами и гигрографами), термометры 7 Савинова и лаборатория 8 по обработке результатов.

Рис. 5.8. Гидравлический почвенный испаритель:

1 – бак; 2 – кольцевой поплавок; 3 – испаритель; 4 – поплавок; 5 – микроизмеритель;

6 – крышка (настил бака); 7 – чашка; 8 – упоры; 9 – гнезда грузов; 10 – балластные

грузы; 11 – чехол; 12 –- малый груз; 13– грузы; 14– крышки.

Основные элементы гидравлического почвенного испарителя показаны на рис. 5.8. Бак 1 заполняется водой. Кольцевой поплавок 2 служит для удержания испарителя 3 с монолитом на плаву. Измерение уровня воды в баке прибора производится при помощи уровнемера, состоящего из поплавка 4 и микроизмерителя 5. Микроизмерители находятся над плавающим баком в трех точках, расположенных симметрично под углом 120° по отношению к центру системы. Бак накрыт крышкой 6 с отверстиями-горловинами для монолита и микроизмерителей. На крышку укладывается слой почвы в 30 см.

Если во время наблюдений вода просачивалась через почвенный монолит, ее замеренное количество вычитают из суммы осадков.

5.3. Изучение технологии работы дождевальной техники,

определение структуры искусственного дождя

Технология дождевания, т. е. последовательность его отдельных операций во времени и пространстве, должна обеспечивать требуемый режим орошения сельскохозяйственных культур и качественный полив без образования стока и эрозии почвы.

Перед изучением технологии работы дождевальной техники на оросительной системе «Тушково-1» необходимо ознакомиться с конструкцией и технической характеристикой отдельных машин и агрегатов, а также зарисовать схемы их расположения и подключения к гидрантам оросительной сети на участке.

Приборы и оборудование: дождевальная техника, дождемерные цилиндры, секундомер, каплеулавливатель, мерная лента, анемометр.

Вопросы для изучения:

– принцип и схемы работы дождевальной техники;

– определение интенсивности дождя и диаметра капель, равномерности распределения поливной воды по орошаемой площади, поливной нормы и продолжительности полива;

– принцип работы гидравлического испарителя и определения суммарного испарения.

Схемы оросительных систем изучают по технической литературе [1,2,3,5], на полигоне «Тушково-1» и НПО «Заднепровский».

Структура дождя характеризуется интенсивностью, размером капель, слоем осадков за один цикл полива и равномерностью распределения по орошаемому полю. Количество выпавших осадков измеряется толщиной слоя воды (в мм или м3/га). Качественной характеристикой как естественных, так и искусственных осадков является интенсивность. Она определяется слоем осадков в единицу времени (мм/мин). Различают мгновенную (iмгн) и среднюю (iср ) интенсивность. Первая характеризуется отношением приращения слоя осадков (мм) за единицу времени (мин) при непрерывном поливе; вторая – средним значением слоя осадков в одну минуту на всей площади захвата дождевальной техникой с одной позиции за общую продолжительность выдачи поливной нормы. Средняя интенсивность дождя не зависит от скорости движения (вращения) машины или аппарата.

Для дождевальных машин, работающих в движении, важным параметром, характеризующим технологию дождевания, является слой осадков за один проход или оборот машины.

Расчетные зависимости для определения интенсивности и слоя дождя различных типов машин и аппаратов сведены в табл. 5.4.

В формулах использованы следующие обозначения:

Q, – расход воды машины или аппарата, л/с; b – ширина площади захвата машин дождем, м; ℓ – длина площади захвата машины дождем, м; L – длина бьефа, м; vм – средняя скорость движения машины, м/мин; R – радиус действия машины (аппарата), м; n – частота вращения аппарата (машины); F – одновременная площадь захвата дождя, м2.

Таблица 5. 4. Формулы для расчета интенсивности дождя

Тип дождевальной техники	Интенсивность, мм/мин	Слой осадков за один проход, оборот, мм
мгновенная	средняя
Дождевальные машины, работающие в движении с фронтальным перемещением
Дождевальные машины, работающие в движении с перемещением по кругу, струйные дождевальные аппараты
Дождевальные многоопорные машины позиционного действия			–

Качество дождевания зависит от диаметра образуемых капель. Наиболее благоприятный для растений и почвы моросящий дождь с диаметром капель 0,4 – 0,9 мм. Для приближенного определения диаметра капель можно использовать зависимость

(5.1)

где dк – диаметр капель, мм;

dс – диаметр струи, мм;

vо – скорость, м/с;

k – опытный коэффициент (среднее значение к = 25,5).

В полевых условиях диаметр капель определяется с помощью каплеулавливателя по диаметру пятна и тарировочному графику (рис. 5.9).

Рис. 5.9. График для определения диаметра капель искусственного дождя.

Основная качественная характеристика искусственного дождя – степень равномерности распределения его по орошаемой площади. Согласно агротехническим требованиям к дождевальным машинам и установкам коэффициент эффективного полива не должен быть менее 0,7 (т. е. более 70% площади должно быть полито с интенсивностью дождя не менее 0,75 iср и не более 1,25 iср.

Примерное значение коэффициента эффективного полива можно определить по зависимости,

К эф. n = еαv, (5.2)

где е – основание натурального логарифма;

а – коэффициент регрессии (для многоопорных машин – 0,172, для дальнеструйных – 0,259);

v – скорость ветра, м/с.

Поливная норма – объем воды, подаваемый на 1 га орошаемой площади за один полив. Она измеряется в мм слоя воды или в м3/га и определяется в зависимости от водно-физических свойств почвы, рельефа, культуры, способа и технологии полива. В условиях Беларуси поливные нормы рекомендуются в пределах 150 – 300 м3/га.

Фактическая поливная норма зависит от продолжительности непрерывного дождевания и повторности процесса (цикличности) при прерывистом дождевании будет равна (мм):

m = iср ∙ t или m = h ∙ nп, (5.3)

где m – поливная норма, мм;

iср _ средняя интенсивность дождя, мм/мин;

h – слой осадков за один проход (оборот), мм;

nп – число проходов (оборотов).

Время выдачи поливной нормы зависит от величины ее и типа дождевальной техники:

для машин позиционного действия

(5.4)

для машин кругового действия типа «Фрегат»

; (5.5)

для машин, работающих фронтально в движении,

tб = nп t1, (5.6)

где m – поливная норма, м3/га;

β – коэффициент, учитывающий потери воды на испарение в процессе дождевания (β = 1,10 – 1,15);

ich – средняя интенсивность дождя, мм/мин;

tmin, mmin – минимальное время одного оборота (ч) и минимальная поливная норма (мм), зависящие от модификации машины;

tб – продолжительность, работы на одном бьефе, мин;

nп = m/h1 – число проходов на бьефе для выдачи заданной нормы. t1 – время одного прохода бьефа длиной ℓб (м) со скоростью S (мм/мин).

5.4. Порядок выполнения работы

1. В зависимости от вида дождевальной техники расставляются дождемерные цилиндры по схеме рис. 5.6 для короткоструйных дождевателей через 1–2, среднеструйных – 2– и дальнеструйных – 3– м.

2. Включается в работу дождевальная техники и одновременно фиксируется время начала полива.

3. С помощью каплеулавливателя отбираются образцы дождевых капель в 3–5-кратной повторности по длине струи не менее чем в 3 точках для определения их диаметра.

Рис. 5.10. Схемы расстановки дождемерных цилиндров:

3 – дождемеры; 4 – дождевальные аппараты; 5 – гидранты закрытой

оросительной сети; 6 – зона охвата дождем.

4. Через каждые 10–5 мин определяется скорость ветра на высоте 1,5–2,0 м.

5. При устойчивом объеме воды в цилиндрах (по истечении 40 – 60 мин работы дождевателей) полив прекращается.

6. С помощью мерной ленты определяется периметр (круг) увлажнения.

7. Измеряется объем (слой) воды в дождемерных цилиндрах. Все данные заносятся в табл. 5.5 и производятся расче­ты.

Таблица 5.5. Результаты опытов по определению структуры дождя

и величины поливной нормы при работе дождевальной машины (аппарата)

№ дождемера дожде­мера	Время работы, час-мин	Продол­житель­ность полива, мин	Объем воды в дожде­мерах, см3	Средний слой воды, мм	Диаметр пятна капель, мм капель, мм
начало	конец
1	2	3	4	5	6	7

Продолжение т а б л. 5. 5.