Азербайджанский Азербайджанский научно

Реклама
ANNALS OF AGRARIAN SCIENCE, vol. 9, no. 4, 2011
ИЗВЕСТИЯ АГРАРНОЙ НАУКИ, Том 9, Ном. 4, 2011
------------------------------------------------------------------------------------------------AGROENGINEERING АГРОИНЖЕНЕРИЯ
КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЛИВА ДОЖДЕВАНИЕМ
В УСЛОВИЯХ АПШЕРОНА
АПШЕРОНА
Р.Н. Рашидов
научно--исследователъский институт
Азербайджанский научно
мелиорации
гидротехники и м
елиорации
а
ул. Дадашова 70 , Баку, Аз-1130, Азербайджан; mustafa-mustafayev @ rambler.ru
Поступила в редакцию: 27.05.11; одобрена к печати: 15.08.11
В статье даны результаты исследований влияния ветра на качество работы
дождевальных аппаратов. Эффективность дождевания зависит от качества дождя,
что, в свою очередь, определяется интенсивностью и равномерностью
распределения дождя по площади. По полученным лабораторно-полевым данным, с
учетом перекрываемости были разработаны карты распределения интенсивности и
номограммы продолжительности полива дождеванием.
Одним из перспективных районов для развития сельскохозяйственного производства
является Апшеронский полуостров. Наряду с выращиванием овощебахчевых культур, здесь
производятся такие ценные культуры как шафран, миндаль, инжир и др.
Вместе с тем, исключительно засушливые условия Апшерона в летний период, легкие
маломощные
почвы,
подстилаемые
сильно
водопроницаемыми
известняками,
предопределяют необходимость проведения поливов сельскохозяйственных культур
малыми нормами при соответственно большом числе поливов.
Наряду с климатическими и почвенными условиями, вызывающими необходимость
применения на Апшероне значительного числа поливов малыми нормами, исключительную
роль здесь играет также ветровой фактор.
В связи с этим нами было проведено исследование зависимости качества полива от
ветрового фактора.
Результаты исследований качества работы дождевальных аппаратов показывают, что с
увеличением скорости ветра длина струи, выбрасываемой против ветра, уменьшается, в
соответствии с этим уменьшается площадь поливаемого участка (приблизительно около 5%
на каждые 5 м/сек), соотвественно одновременно, распределение дождя по поливаемому
участку происходит неравномерно.
Была исследована зависимость длины полета от горизонтального угла выбрасываемой
струи при постоянном диаметре сопла. Проведенные теоретические исследования
показывают, что оптимальным углом является 300 При изменении угла наклона от 20 до 400,
длина полета струи меняется в пределах 5-12%, максимальная высота полета меняется на 4673% по отношению к среднему показателю [1]. Изменение горизонтального угла более
влияет на высоту полета струи, чем на его дальность. Независимо от этих параметров, при
спокойном ветровом режиме поливаемый участок имеет форму окружности.
Как видно из вышесказанного, при увеличении скорости ветра длина полета струи
уменьшается. В соответствии с этим уменьшается площадь поливаемого участка,
увеличивается средняя интенсивность дождя. Наименьший радиус полета струи
наблюдается при наибольшей скорости ветра. В этом случае отношение большего радиуса к
меньшему может меняться от 2,5 и больше. Это приводит к неравномерности распределения
дождя по поливаемому участку.
При совпадении направлений сопла и ветра считается целесообразным увеличение
горизонтального угла сопла, что приводит соответственно к увеличению дальности струи и
уменьшению дисперсности дождя. При увеличении угла, струя, вылетающая из сопла под
действием большой силы ветра, хорошо распыляясь, подает на почву.
Качество полива дождеванием зависит от качества дождя. Качество дождя, в свою
очередь, зависит от его интенсивности и равномерности распределения по площади [2].
Путем математической обработки данных выявлены качественные показатели
короткоструйных дождевальных аппаратов при скорости ветра 1,4–9,1 м / сек, по схемам
перекрытия участков и режимам полива.
Для получения общей характеристики дождя, аппараты были исследованы в
отдельности и вне зависимости друг от друга.
Расчет качественных показателей дождя приводится путем преобразования количества
воды в дождемерах в интенсивность методов уравненных площадей [3].
На плане размещения дождемеров путем соединения точки интенсивности через
каждые 0,1мм / мин. были построены изогиеты.
Изогиеты распределения интенсивности одиночного аппарата приведены на рис. 1.
а
б
Рис.1. Изогиеты распределения интенсивности дождя при поливе одним
короткоструйным аппаратом точки МG, где x-дождевальный аппарат, -направление ветра,
а) аппаратом MGd, при Vcр =1,4 м /сек, H=20м; б) аппаратом МG2, при Vcр =9,1 м / сек, H=12м
При увеличении скорости ветра, площадь поливаемого одиноким аппаратом участка
приобретает форму эллипса. Из-за увеличения дальности полета капель дождя по
направлению ветра, увеличивается площадь поливаемого участка. Cоответствено площадь
поливаемого участка уменьшается при полете капелъ навстречу ветру. Интенсивность
дождевания меняется в обратной пропорции. Независимо от скорости ветра, сумма величин
полуосей участка приблизительно равна диаметру участка, поливаемого при безветренной
погоде. Величина осей эллипса перпендикулярно направлению ветра уменьшается с
увеличением скорости ветра. В результате этого уменьшается площадь полива,
увеличивается интенсивность дождевания.
На основании полученных данных подготовлены карты распределения интенсивности
дождя с учетом перекрытия.
vk
vk
a)
b)
Рис.2. Карта распределения интенсивности дождя с учетом перекрытия: ♂–
местоположение дождевального аппарата,
- направление ветра,
- недостаточно
- эффективно политая площадь,
- избыточно политая площадь. На
политая площадь,
схемах указаны тип короткоструйного дождевального аппарата, расстояние между
дождемерами, средняя скорость ветра, средняя интенсивность дождя: а –МGd, 2х2 м, 1,4
м/сек, 0,151 мм/мин; б – МG5, 1х1 м, 9,1 м/сек, 0,141 мм /мин.
На основании различных факторов интенсивности, установлены коэффициенты
эффективного, недостаточного и избыточного полива площадей [3]. Т.е. при средней
скорости ветра Vор=1,4 м/сек при напоре воды на аппарате Н=20 м, средняя интенсивность
дождя при поливе аппаратом МЭ,Pср=0,116 мм/сек, коэффициент эффективно поливаемой
площади К=0,39, коэффициент избыточно поливаемой площади Ки=0,35, коэффициент
недостаточно поливаемой площади Кн=0,26. Vор= 2,0, 4,3, 8,3, 8,65, 9,1 м/сек a при Н=24, 23,
12, 17, 12 м, Кэ=0,46, 0,43, 0,49, 0,43, 0,51, Кн=0,11, 0,08, 0,08, 0,22, 0,30, Кч=0,43, 0,44, 0,35, 0,43,
0,19.
В этом случае максимальная интенсивность дождя по участку меняется в пределах P=
0,318-0,901 мм/мин.
Полученные результаты свидетельствуют, что при частом изменении скорости и
направления ветра, интенсивность дождя при поливе по участку распределяется
неравномерно, а при групповой работе аппаратов интенсивность дождя распределяется
почти равномерно. Ниже приведена таблица математической обработки результатов
интенсивности по площади полива при одиночной и групповой работе короткоструйных
аппаратов.
При одиночной работе аппаратов
1
1,4
20
92
0,347
2
2,0
24
92
0,484
3
4,3
23
75
0,326
4
8,65
17
153 0,704
5
8,3
10
60
0,592
6
9,1
12
128 0,442
7
4,1
12
43
0,457
8
6,83
12
43
0,267
При групповой работе аппаратов
1
1,4
20
66
0,347
2
2,0
24
79
0,484
3
4,3
23
58
0,326
4
8,65
17
129 0,704
5
8,3
10
42
0,592
6
9,1
12
98
0,442
Показатель
точности опыта Р,
%
Средняя
ошибка
опыта м, мм/мин
Коэффициент
вариации В,%
Среднее
квадратическое
отклонение (дисперсия)
8мм/мин.
Средняя
интенсивность дождя, Рсп
мм/сек
Расход воды аппарата по дождемерам, Г л/сек
Количество
измерений
аппарата,
Напор
Н,м.
Средняя скорость
ветра, Вв м/сек
Номера опытов
Табл. Результаты математической обработки интенсивности дождя по площади полива
короткоструйным аппаратом
0,116
0,157
0,132
0,134
0,286
0,101
0,267
0,185
0,076
0,088
0,109
0,120
0,235
0,085
0,171
0,170
65,52
56,05
82,58
89,55
82,17
86,14
61,96
91,89
0,008
0,009
0,013
0,010
0,030
0,008
0,026
0,026
93,17
94,16
93,30
92,76
89,40
92,38
90,55
85,99
0,151
0,190
0,193
0,186
0,440
0,141
0,097
0,089
0,134
0,167
0,272
0,111
64,24
46,84
69,43
89,78
61,82
78,72
0,012
0,010
0,018
0,015
0,042
0,011
92,09
94,50
90,88
92,09
90,46
92,05
На основе проведенных лабораторно-полевых исследований с целью организации
полива для групповой работы дождевальных аппаратов были разработаны номограммы
определения продолжительности (t, мин) дождевания на одной позиции в зависимости от
напора в аппарате (Н,м) и нормы полива (m, м3/га) соответствующей сельскохозяйственной
культуры (рис.3).
Согласно номограмме продолжительность дождевания определяется горизонтальной
линией, проведенной с точки соединения значений рабочего давления (Н) и норм полива
(м). Полученное значение определяет продолжительность дождевания группы аппаратов
МG на одной позиции (t\мин)
Продолжительностьполивагруппыаппаратов наодной позиции, мин.
540
480
420
М Эd
360
540
300
240
480
180
360
120
300
60
0
180
60
0
420
МЭ2
100
200
300
400
3
м 3 / ща
С
уварм а нор
м асы
Поливная
норма
м ,/га
240
180
420
60
0
360
300
М Э4
240
180
120
420
60
0
360
300
240
М Э5
120
960
900
840
780
720
660
600
М Э3
0
—·— - Н=10, — - Н=20, ––- Н=30, —– - Н=40, —··— - Н=50
размещенных поквадратной схемев зависимости от рабочего давления(Н.м) и нормыполива(м, м/га)
3
Рис. 3. Номограммаопределенияпродолжительности поливагруппыаппаратов МЭ наодной позиции,
180
Продолжительность поливагруппыаппаратовнаодной позиции, мин.
1020
1080
60
0
120
500
0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бредихин Н.П. Улучшение качества работы одиночных дальнеструйных
дождевальных аппаратов при ветре // Материалы НТС ВИСХОМ, вып.21, М., 1967, с. 319330. Bredikhin N.P. Improvement of the Quality of the Work of the Rain-Gun Sprinkler
Apparatus in Wind // Materials of NTS VISKHOM Moscow, issue. 21, 1967, pp.319-330 (in
Russian).
2. Багиров Ш.Н. Оросительная мелиорация // “Маариф”, Баку, 1985, 298 с.(на азерб. яз.).
Bagirov Sh.N. Irrigative Melioration // “Maarif”, Baku, 1985, pp. 298 ( in Azerbaijan).
3. Испытания сельскохозяйственной техники, машины и установка дождевальных
машин. Программа и методы испытания // Куб НИИГиМ, пер.ред., ОСТ 70.1985, 68 с. Trial of
the Agricultural technology, machines and mounting of water sprinklers. Programme and method
of the trial // Kub NIIG, and M. per. red. OST. 70, 1985, 68 pp. (in Russian) .
QUALITY INDICATORS OF OVERHEAD IRRIGATION IN THE ABSHERON AREA
R.N. Rashidov
The paper gives the result of the researches of influence of wind on a quality of operation of rain
devices. Effectiveness of watering depends on quality of rain that is its turn is defined by intensity
of distribution of rain on the area. On the base of the received laboratory field data taking into
account over-lapping, distribution maps of intensity and monograms of duration of watering with
simulated rain were developed.
Скачать