Способ строительства оросительной системы

 

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в способах сооружения закрытых напорных систем. Сущность изобретения: система включает оросительные трубопроводы, которые укладывают по отношению к распределительным разной длины. Соотношение длинной и короткой ветвей оросительных трубопроводов равно отношению суммы уклона местности и гидравлического уклона к их разности. 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оросительным системам, и может быть использовано при строительстве закрытых напорных оросительных систем.

Известны способы строительства закрытых оросительных систем, включающие укладку магистральных, распределительных и оросительных трубопроводов в соответствии с планировкой местности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ строительства закрытой оросительной системы, включающий укладку распределительных и соединенных с ними попарно в одной точке оросительных трубопроводов [1].

Для известных способов характерно следующее: при строительстве закрытых оросительных систем стремятся к тому, чтобы длины распределительных или оросительных трубопроводов были одинаковы. Это диктуется соображениями территории, равенством полей севооборота и размещением дорог и лесополос. Однако при этом не учитывается следующее обстоятельство: дождевальные машины типа ДГК-80, ДКН-80, "Днепр", "Таврия" перемещаются в процессе работы по уклону местности, т.е. перпендикулярно горизонталям местности, в этом случае распределительные трубопроводы укладывают параллельно горизонталям местности, а оросительные - соответственно перпендикулярно последним. Дождевальные машины типа ДДН и полосовые дождеватели в процессе работы, работают вдоль горизонталей местности. В этом случае распределительные трубопроводы укладывают перпендикулярно горизонталям местности, а оросительные - параллельно горизонталям. Как показывают гидравлические расчеты, при одинаковой длине ветвей и предельном уклоне местности для нормальной работы дождевальных машин разница напоров в ветвях оросительных трубопроводов достигает для машин "Днепр" 15-25%, для машин ДКН-80, ДКГ-80 - 10-25%. Примерно такая же разница в напорах и для машин "Таврия" и ДДН. Так как ветви оросительных трубопроводов согласно рекомендуемых схем сети соединяют попарно в одной точке распределительных трубопроводов с одинаковым напором, то и трубы принимают одного размера на предельный напор, превышающий минимальный и необходимый для работы машины до 25%. А это влечет повышение напора в сети и необходимость применения более прочных труб и арматуры для сооружения сети.

Целью изобретения является повышение надежности работы оросительных систем за счет выравнивания напора в оросительной сети.

Достигается это тем, что в известном способе, включающем укладку распределительных и соединенных с ними попарно в одной точке оросительных трубопроводов по уклону и горизонталям местности в соответствии с типом дождевальных машин, перемещающихся вдоль оросительных трубопроводов, последние укладывают относительно распределительных трубопроводов несимметрично, причем отношение длинной ветви оросительного трубопровода к короткой равно отношению суммы уклона местности и гидравлического уклона к их разности.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. При гидравлическом расчете и последующем расчете на прочность и выборе труб определяющим является напор, необходимый для обеспечения нормальной работы оросительной машины на самой удаленной от гидранта сети рабочей позиции в каждой ветви оросительного трубопровода.

Необходимый напор на гидранте для оросительной машины в каждой ветви оросительного трубопровода определяют: в ветви 0-1 H= H_o-H+H_v+h (1) в ветви 0-2 H= H_o-H+H_v-h (2) где H= H+ Σ h - потери напора в трубопроводе на трение H= i_н · l_1,2 , i_н - гидравлический уклон, l_1,2 - длина ветвей) и преодоление местных сопротивлений (5-10% от потерь на трение; Н_св - свободный напор на рабочей позиции, необходимый для нормальной работы оросительной машины; H= i·l_1,2 - геодезическая высота трубопровода на конечной рабочей позиции относительно его положения у гидранта (точка 0); H_v = - скоростной напор в трубопроводе.

Из приведенных уравнений следует, что при одинаковых диаметрах труб, длине ветвей и их уклоне напор в конечных точках будет различаться на величину, соответствующую разнице геодезических высот этих точек, т.е. 2i ˙ l = 2h_г. Уравнения (1) и (2) приравниваем между собой H_o- H+ H_v+ h= H_o- H+ H_v- H или при одинаковых диаметрах, геодезическом и гидравлическом уклонах i_н·l₁+ Σ h- il₁= i_н· l₂ + Σ h+ il₂. Принимаем Σ h Σ h , тогда получим соотношение l₁(i_н - i) = l₂(i_н + i), откуда = (3) Из этого соотношения можно определить длину ветвей оросительного трубопровода, при которой свободный напор H_св, в концах ветвей будет равным и минимальным. Принимая во внимание, что общая длина оросительного трубопровода L = l₁ + l₂, то после подстановки l₁ = L - l₂ или l₂ = L - l₁ и преобразования получим l₁ = ; l₂ = .

При проведении патентных исследований авторы не обнаружили известных технических решений с данной совокупностью существенных признаков. Заявляемая совокупность известных и отличительных признаков обеспечивает получение положительного эффекта, заключающегося в повышении надежности работы оросительной системы, экономии энергоресурсов и уменьшении материалоемкости.

На фиг.1 изображена принципиальная схема оросительной сети, сооруженной по предлагаемому способу, для широкозахватных машин фронтального действия, работающих по уклону местности; на фиг.2 - то же, но для дальнеструйных дождевальных машин позиционного действия, работающих вдоль горизонталей местности; на фиг.3 - схема для гидравлического расчета закрытой оросительной сети.

П р и м е р. На экспериментальном участке были уложены магистральные трубопроводы 1, распределительные 2 и оросительные трубопроводы 3. Причем оросительные трубопроводы 3 укладывали несимметрично по отношению к распределительному трубопроводу 2. Известно, что общая длина оросительного трубопровода L определяется сезонной нагрузкой и шириной захвата оросительной машины 4. В нашем случае при работе широкозахватной машины типа "Днепр" и сезонной нагрузке 124 га общая длина оросительного трубопровода составит 1350 м. Тогда из приведенных выше соотношений длина несимметричных ветвей оросительного трубопровода составит соответственно 810 м (длинная 5) и 540 м (короткая 6). В оросительной системе присутствует насосная станция 7.

Как показали исследования, при эксплуатации построенной предлагаемым способом оросительной сети напор снизился на 20%.

При эксплуатации таких систем при использовании машин "Днепр" и "Волжанка" напор и мощность снижаются на 15-25%, при машинах "Фрегат" - 5-15% , при машинах ДДН-70 и ДДН-100 - 30-40%. В этом случае можно использовать трубы более низкого давления, например вместо асбестоцементных труб марки ВТ-9 - ВТ-6 или ВТ-12 - ВТ-9.

Формула изобретения

СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, включающий укладку магистрального и распределительных трубопроводов и двустороннее подсоединение к ним попарно в одной точке оросительных трубопроводов, которые располагают по уклону или горизонталям местности, отличающийся тем, что оросительные трубопроводы, подсоединенные в одной точке и уложенные по отношению к распределительному трубопроводу с противоположных сторон, выполняют разной длины, причем длину каждой ветви трубопровода определяют по соотношению = , где l₁ и l₂ - длины ветвей оросительных трубопроводов;
i_н - гидравлический уклон;
i - уклон местности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3