ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДОЖДЯ ДМ «ФРЕГАТ»

Полный текст

Орошение является важным фактором интенсификации сельскохозяйственного производства. Наиболее распространенным способом механизированного полива является дождевание. Важнейшим направлением в решении вышеизложенных проблем является научное обоснование и разработка новой техники полива с учетом мировых тенденций развития мелиорации. Задачи исследований, направленные на минимизацию или устранение недостатков, обеспечат значительную экономию водных ресурсов и будут способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур. В связи с этим улучшение агротехнических показателей полива ДМ «Фрегат» является актуальной задачей. Цель исследования - повышение эффективности использования ДМ «Фрегат» за счет снижения энергетического воздействия дождя. Задача исследования - определить агротехнические показатели полива ДМ «Фрегат» с устройствами приповерхностного дождевания. Материалы и методы исследований. Теоретические исследования проводились в ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ, экспериментальные исследования выполнялись на полях ОПХ ВолжНИИГиМ Энгельского района Саратовской области. Экспериментальные методы включали полевые и лабораторные исследования по изучению изменения норм полива до стока и энергетических показателей воздействия дождя на почву и растения при замене серийных дождевальных аппаратов на короткоструйные насадки, установленные на устройствах приповерхностного полива; проводились в соответствии с ОСТ 10.11.1 2000. Результаты исследований. Совершенствование дождеобразующих устройств дождевальной машины и режимов орошения способно обеспечить значительное снижение потерь воды на сток и инфильтрацию, воздействие дождя на почву и растения, стабилизируя при этом экологическую обстановку. Приоритетной задачей технико-технического характера в области орошения является повышение эффективности дождевальных машин на основе использования более совершенных дождеобразующих устройств, способных создавать мелкодисперсный дождь с малой интенсивностью [1]. Наиболее распространенными в Саратовской области являются дождевальные машины (ДМ) типа «Фрегат», оборудованные дождевальными аппаратами. Норма полива до стока Мдс серийных аппаратов «Фрегат» №1 и 2 имеет высокие значения и не является лимитирующей для ДМ «Фрегат». Исследованиями установлено, что серийные дождевальные аппараты №3 и 4 в результате увеличения степени распыла струй (уменьшения мгновенной интенсивности дождя и среднего диаметра капель) обеспечивают повышение нормы полива до стока на 20-49%. Крупность капель дождя среднеструйных аппаратов изменяется вдоль трубопровода машины в пределах 0,8-1,8 мм, в то время как у дефлекторных насадок - 0,67-0,87 мм, то есть примерно в 2 раза меньше. Высота подъема дождевого облака у серийных аппаратов «Фрегат» составляет 5-8 м. Скорость падения капель дождя, образованного дождевальными аппаратами машины «Фрегат», изменяется в пределах 6-12 м/с, а от дефлекторных насадок - в пределах 3-6 м/с. Действительная мощность дождя дождевальных аппаратов, имеющего значительный средний диаметр капель, большую скорость падения, изменяется в пределах 0,186-0,573 Вт/м2, тогда как у дефлекторных насадок - 0,011-0,070 Вт/м2. Несмотря на столь явные преимущества дождевальных насадок средняя мощность дождя у них больше, и изменяется вдоль трубопровода машины «Фрегат» в пределах 0,05-0,145 Вт/м2, тогда как у дождевальных аппаратов этот параметр составляет 0,011-0,095 Вт/м2. Норма полива до стока для ДМ «Фрегат», оборудованных насадками, несколько ниже, нежели с дождевальными аппаратами (рис. 1) [2]. Рис. 1. Норма полива до стока при поливе темно-каштановых почв Саратовской области ДМ «Фрегат», оборудованными серийными дождевальными аппаратами (СДА) и дефлекторными насадками (ДН) Тенденция для обоих типов дождеобразующих устройств на снижение нормы с увеличением расхода сохраняется, при этом тренд на снижение у аппаратов более выражен и сооотвественно составляет для насадок с 35 до 22 мм, аппаратов - с 50 до 25 мм при изменении расхода с 17,75 до 3,75 л/с. Несмотря на некоторое преимущество дождевальных аппаратов, оценивать эффективность использования необходимо с учетом воздействия их на почву и растения, т.е. необходимо учитывать энергетическую характеристику воздействия [3]. Очевидно, что во второй половине трубопровода ДМ «Фрегат» дефлекторные насадки в результате увеличения степени распыла струй (уменьшения мгновенной интенсивности дождя и среднего диаметра капель) обеспечивают комплексную энергетическую характеристику дождя и норму полива до стока на уровне серийных аппаратов, несмотря на увеличение средней интенсивности дождя. Использование технического приема снижения высоты водовыпусков с помощью устройств приповерхностного дождевания (УПД), обеспечивающего снижение высоты дождевого облака до 1,5 м от поверхности поля, позволяет в значительной степени снизить энергетическое воздействие дождя на почву и растения (рис. 2). Рис. 2. Изменение комплексной энергетической характеристики (КЭХ) дождя вдоль трубопровода ДМ «Фрегат» с различными типами дождевателей Лучшие результаты имеет ДМ «Фрегат» с УПД, формирующий дождь с хорошими агротехническими параметрами (dк = 1,2 мм, ρср = 0,5 мм/мин, ρмг = 1,5 мм/мин). Это обеспечивает снижение комплексной энергетической характеристики дождя и повышает норму полива до стока с 230-280 до 350-390 м3/га. Наличие резерва в снижении мощности дождя и повышении нормы полива до стока у ДМ «Фрегат» очевидно. Перевод существующего парка машин на комплектацию дождевальными насадками с установкой их на устройства приповерхностного полива позволит повысить их эффективность и сохранить сотни тысяч м3 воды. Заключение. Исследования серийных ДМ «Фрегат» и оборудованных короткоструйными насадками, установленными на устройствах приповерхностного дождевания, свидетельствуют о явном преимуществе последних и позволяют на 60-65% снизить энергетическое воздействие дождя на почву и растения.

Об авторах

Галина Петровна Надежкина

ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ

Email: nadejkinagp@yandex.ru
канд. техн. наук, ст. преподаватель кафедры «Техносферная безопасность и транспортно-технологические машины» 410004, г. Саратов, ул. Е. И. Пугачева, 1

Владимир Васильевич Слюсаренко

ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ

Email: kiguri1@rambler.ru
д-р техн. наук, проф. кафедры «Техносферная безопасность и транспортно-технологические машины» 410031, г. Саратов, ул. Московская, 25

Антон Павлович Акпасов

ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ

Email: 1a9@mail.ru
аспирант кафедры «Техносферная безопасность и транспортно-технологические машины» 413415, Саратовская область, с. Воскресенка, 1

Список литературы

Дополнительные файлы