Устройство для подпочвенного орошения
Владельцы патента RU 2384049:
ФГОУ ВПО "Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия" им. В.М. Кокова (RU)
Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для орошения садов, парниковых и других сельскохозяйственных культур. В качестве увлажнителя используют металлопластиковую трубку с отверстиями в нижней ее части, покрытую фильтром, и с глухим конусным наконечником в конце. Металлопластиковая трубка установлена вертикально в месте корнеобитаемой массы растения и служит опорной стойкой, к которой прикрепляется ствол растения. Вода в нее поступает из капельниц, которые закреплены на гибком водопроводном шланге. Техническое решение позволяет снизить расход воды на орошения в связи с уменьшением потерь воды на испарение, легко создавать благоприятный воздушный, тепловой и влажностный режимы почвы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для орошения садов, парниковых и других сельскохозяйственных культур
Известно устройство для подпочвенного орошения [1], в котором внутрипочвенный ороситель укладывается на пленку имеющей форму желоба формы. Недостатком данного технического решения являются:
- большие расходы воды;
- относительная дороговизна из-за большего расхода материала.
Наиболее близким техническим решением является устройство для подпочвенного орошения [2], в котором внутрипочвенный ороситель укладывается в корытообразный желоб, в голове которого имеется устройство для автоматического поддержания уровня. Недостатком данного технического решения является:
- сложность конструкции и необходимость тщательной планировки участка орошения;
- в экологическом плане не совсем благоприятно решение из-за использования большого количества полимерной пленки;
- относительная дороговизна.
Цель изобретения - повышение эффективности орошения и снижение расхода воды.
Поставленная цель достигается тем, что в перфорированной нижней части металлопластиковой трубки просверливаются отверстия, количество которых n зависит от водопроницаемости почвы, так что, чем меньше водопроницаемость грунта, тем больше необходимо отверстий. Высота той части, на которой просверливаются отверстия, может быть 10-30 см. Вся просверленная часть трубки обматывается фильтром для обеспечения непоступления грунта в трубку и заиления ее. Далее металлопластиковая трубка вдавливается в почву рядом с растением. Для снижения сопротивления при вдавливании металлопластиковой трубки она имеет конусный наконечник. Вода в металлопластиковую трубку поступает из капельниц, которые закреплены на гибком водопроводном шланге, и из отверстий просачивается в почву, увлажняя корневую систему растения. Металлопластиковая трубка установлена вертикально и к ней привязывается растение веревкой так, что она служит опорной стойкой.
Такое оросительное устройство позволяет снизить расход воды на орошения в связи с уменьшением потерь воды на испарение. Не образуется корка на поверхности почвы, что улучшает условия для поступления воздуха в корнеобитаемую массу.
Выход воды из трубки можно рассматривать как истечение из множества маленьких отверстий под действием гидростатического давления воды h. При выходе воды из отверстий фильтр и прилегающий грунт почвы создают сопротивление свободному истечению. Это сопротивление можно учесть коэффициентом сопротивления µ и определять экспериментальным методом. При свободном истечении из отверстия этот коэффициент µ принимается 0,6-0,62. В нашем случае нужно рассматривать свободную фильтрацию, так, не предполагается дохождения воды до водоупора с последующим подъемом уровня воды в почве.
Количество воды V, которое необходимо подать растению за один полив называется поливной нормой растения и зависит от вида растения. Поливную норму растения можно определять по формуле
V=q·t=n·q0·t, где
q - расход воды, необходимой для обеспечения оросительной нормы; n - количество отверстий; qQ - расход воды, вытекающей из одного отверстия; t - время полива.
Длина трубки Н зависит от величины гидростатического давления h, необходимого для обеспечения выхода и фильтрации воды в почву
где q0 - расход воды, вытекающей из одного отверстия, 
; q - расход воды, необходимой для обеспечения оросительной нормы; µ - коэффициент расхода, определяемый экспериментальным методом, зависит от водопроницаемости грунта, µ=0,1-0,001; n - количество отверстий; Fотв - площадь отверстия; b - высота просверленной части, b=0,05-0,3 м; а - конструктивный запас, а=0,03-0,05 м.
Коэффициент расхода устанавливается экспериментальным методом и может быть подобран по таблице.
| Вид почвы | Песок | Супесь | Суглинок |
| µ-коэффициент расхода | 0,1-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,001 |
Внизу металлопластиковой трубки может быть предусмотрен отстойник высотой с, а длина трубки Н будет определяться по формуле
где с - высота отстойника, с=0,05-0,15 м.
Отстойник предназначен для отстаивания профильтровавшейся почвы через фильтры. Особенно это актуально для мелкофракционных грунтов.
На фиг.1 изображено устройство для подпочвенного орошения; на фиг.2 - узел А на фиг.1; на фиг.3 - узел А на фиг.1 с отстойником.
Перфорированная металлопластиковая трубка 1 вдавливается в почву 2 рядом с растением 3. Для снижения сопротивления при вдавливании металлопластиковой трубки 1 она имеет наконечник 4, а нижняя часть - отверстия 5. Отверстия 5 с наружной стороны защищаются фильтром 6. Вода в металлопластиковую трубку 1 поступает по гибкому водопроводному шлангу 7 из капельниц 8, далее просачивается из отверстий 5 и увлажняет корневую систему 9 растения 3. К металлопластиковой трубке 1 привязывается растение 3 веревкой 10. Внизу металлопластиковой трубки 1 предусматривается отстойник 11.
Устройство для подпочвенного орошения сооружается и работает следующим образом. В перфорированной нижней части металлопластиковой трубки 1 просверливаются отверстия 5, количество которых n зависит от водопроницаемости почвы 2, так что чем меньше водопроницаемость грунта, тем больше необходимо отверстий 5. Высота той части, на которой просверливаются отверстия 5, может быть 10-30 см. Вся просверленная часть металлопластиковой трубки 1 обматывается фильтром 6 для обеспечения непоступления грунта в металлопластиковую трубку 1 и заиления ее. Далее металлопластиковая трубка 1 вдавливается в почву 2 рядом с растением 3 (фиг.1). Для снижения сопротивления при вдавливании металлопластиковой трубки 1 она имеет конусный наконечник 4. Конусный наконечник 4 можно снимать и в случае необходимости, при многоразовом использовании, прочищать внутреннее пространство металлопластиковой трубки 1. Вода в металлопластиковую трубку 1 поступает из капельниц 8, которые закреплены на гибком водопроводном шланге 7, и из отверстий 5 просачивается в почву 2, увлажняя корневую систему 9 растения 3. Металлопластиковая трубка 1 установлена вертикально и к ней привязывается растение 3 веревкой 10 так, что она служит опорной стойкой.
Выход воды из металлопластиковой трубки 1 можно рассматривать как истечение из множества маленьких отверстий 5 под действием гидростатического давления воды h. При выходе воды из отверстий 5 фильтр 6 и прилегающий грунт почвы 2 создают сопротивление свободному истечению. Это сопротивление можно учесть коэффициентом сопротивления µ и определять экспериментальным методом. При свободном истечении из отверстия 5 (фиг.2) этот коэффициент µ принимается 0,6-0,62. В нашем случае нужно рассматривать свободную фильтрацию, так, не предполагается дохождение воды до водоупора с последующим подъемом уровня воды в почве 2.
Количество воды V, которое необходимо подать растению 3 за один полив, называется поливной нормой растения и зависит от вида растения 3. Поливную норму для растения можно определять по формуле
V=q·t=n·q0·t,
где q - расход воды, необходимой для обеспечения поливной нормы; n - количество отверстий; q0 - расход воды, вытекающей из одного отверстия; t - время полива.
Длина трубки Н зависит от величины гидростатического давления h, необходимого для обеспечения выхода и фильтрации воды в почву
где q0 - расход воды, вытекающей из одного отверстия, 
; q - расход воды, необходимой для обеспечения поливной нормы; µ - коэффициент расхода, определяемый экспериментальным методом, он зависит от водопроницаемости грунта, µ=0,1-0,001; n - количество отверстий; Fотв - площадь отверстия; b - высота просверленной части, b=0,05-0,3 м; а - конструктивный запас, а=0,03-0,05 м.
Внизу металлопластиковой трубки 1 может быть предусмотрен отстойник 11 (Фиг.3) высотой с, а длина трубки Н будет определяться по формуле
где с - высота отстойника, с=0,05-0,15 м.
Такое техническое решение позволяет снизить расход воды на орошения в связи с уменьшением потерь воды на испарение. Не образуется корка на поверхности почвы, что улучшает условия для поступления воздуха в корнеобитаемую массу. Наибольшего эффекта можно достичь в водопроницаемых грунтах.
Предлагаемым техническим решением легко создавать благоприятный воздушный, тепловой и влажностный режимы почвы.
Использованные источники
1. Григоров М.С. Внутрипочвенное орошение. М: Колос, 1983, с.25 (Аналог).
2. АС 1501983 СССР, МКИ A01G 25/06. Устройство внутрипочвенного орошения. П.М.Степанов, О.Е.Ясониди, З.Г.Ламердонов. Заявл. 11.05.86. Опубл. 23.08.89. Бюл. №31 (Прототип).
1. Устройство для подпочвенного орошения, включающее перфорированный увлажнитель, отличающееся тем, что в качестве увлажнителя используют металлопластиковую трубку с отверстиями в нижней ее части, покрытую фильтром, и с глухим конусным наконечником в конце, при этом металлопластиковая трубка установлена вертикально в месте корнеобитаемой массы растения и служит опорной стойкой, к которой прикрепляется ствол растения, вода в нее поступает из капельниц, которые закреплены на гибком водопроводном шланге.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина трубки Н зависит от величины гидростатического давления h, необходимого для обеспечения выхода и фильтрации воды в почву
,
где q0 - расход воды, вытекающий из одного отверстия, 
; q - расход воды, необходимый для обеспечения поливной нормы; µ - коэффициент расхода, определяемый экспериментальным методом, и зависит от водопроницаемости грунта, µ=0,1÷0,001; n - количество отверстий; Fотв - площадь отверстия; b - высота просверленной части, b=0,05÷0,3 м; a - конструктивный запас, а=0,03÷0,05 м.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внизу металлопластиковой трубки предусмотрен отстойник высотой с, а длину трубки Н определяют по формуле
,
где с - высота отстойника, с=0,05÷0,15 м.
