Пятница, 09.12.2016, 02:57
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА НА КАЧЕСТВО ПОЛИВА МАЛОГАБАРИТНЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ ФРОНТАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА НА КАЧЕСТВО ПОЛИВА МАЛОГАБАРИТНЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ ФРОНТАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

О.В. Козинская, аспирант.  ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Устойчивое развитие сельского хозяйства в экстремальных климатических условиях на территории Волгоградской области невозможно без проведения оросительной мелиорации. Юго-восточные районы области располагаются в зоне полупустынь и характеризуются частой повторяемостью ветров со скоростью до 6 м/с и более, которые нарушают симметричность дождевого облака и снижают качество полива. Орошение сельскохозяйственных культур в дни со скоростью ветра более 6 м/с приводит к ухудшению качества полива и нерациональному расходованию поливной воды [5]. Ветровой поток сносит дождевую струю, увеличивая кинетическую энергию дождевых капель и их размеры. Под действием ветра участки увлажнения почвы становятся «разорванными», то есть дождевое облако относится в подветренную сторону и не накрывает горизонтальную проекцию, вызывая тем самым формирование поверхностного стока и смыв почвы в местах сверхнормативного её увлажнения. Исследованиями установлено, что при скорости ветра более 5 м/с отклонения поливной нормы от заданной (в сторону уменьшения) составляют в среднем 15 %, достигая иногда 33 % [3]. Поэтому орошение в дни со скоростью ветра более 5 м/с зачастую не проводится совсем и отрицательно сказывается на водообеспечении растений и их урожайности.

Изучение влияния ветрового режима на полив дождеванием рекомендуется проводить по показателям скорости его на высоте 0,4-3,5 м. Мониторинг ветрового режима гидрометеорологическими станциями ведется на высоте 10-15 м над поверхностью земли [2, 4].

Существующие нормативные положения устанавливают необходимость непрерывного отсчета показателей приборов для измерения скорости и направления ветра, а также влажности воздуха в период опыта через каждые 5-10 минут.

Наши исследования были направлены на определение технико-эксплуатационных показателей характеристики новых дождевальных машин, согласование элементов техники полива с расчетными поливными нормами и обоснование возможности выдачи их без образования поверхностного стока.

Одна из задач наших исследований сводилась к оценке влияния скорости и направления ветра по отношению к движущейся ДМ на качество полива по 8 вариантам. В 4-х из них изучалось влияние на качество полива скорости ветра таких градаций: до 3,0 м/с, 3,1…6,0 м/с, 6,1…9 м/с, 9,1…12,0 м/с. Влияние направления ветра на качество распределения слоя осадков включало две градации скоростей: 6,1…9 м/с и 9,1…12 м/с при встречном или попутном движению ДМ направлении и под углом 20…70 или 110…160° к расположению фермы ДМ. Решение поставленных задач осуществлялось в соответствии с методикой испытания дождевальной техники РД 10.11.1-89 при лабораторно-полевых испытаниях. Скорость и направление ветра, относительную влажность, температуру воздуха измеряли на опытном поле с помощью анемометра, термометра и психрометра.

Полигон поливной техники расположен в ОПХ «Орошаемое» Всероссийского НИИ орошаемого земледелия. Почвы опытного участка  светло-каштановые слабо-солонцеватые малогумусированные. В качестве объекта исследований были определены электрифицированные дождевальные машины (ДМ) фронтального действия «Мини Кубань-ФШ» и «Кубань-ЛШ» предназначенные для полива сельскохозяйственных культур, в том числе высокостебельных, на различных типах почв. Допустимый уклон до 0,02…0,08, клиренс по нижнему поясу фермы 2,7 м. Сезонная площадь полива ДМ «Мини Кубань-ФШ» 24 га, расход воды – 20 л/с, рабочее давление 0,35 МПа, ширина захвата 184 м. Расход воды ДМ «Кубань-ЛШ» – 30 л/с, рабочее давление на гидранте 0,28 МПа, ширина захвата 304 м, сезонная площадь полива 30 га.

Экспериментальная оценка влияния ветра разных направлений и скорости показала, что сравнительно хорошее распределение слоя выпавших осадков по длине трубопровода наблюдалось при скорости ветра до 3 м/с любого направления. Коэффициент эффективного полива при этом изменялся в пределах 0,75…0,86 (таблица 1).

При скорости ветра в пределах 6,1…9 м/с коэффициент эффективного полива оставался в пределах нормативного Кэф ≥0,7 только в вариантах, где направление его совпадало с движением дождевальной машины. При направлении ветра под углом или вдоль крыла ДМ значение коэффициента эффективного полива снижалось до 0,64…0,68. Еще более низкие показатели качества полива получены при средней скорости ветра в пределах 10…12 м/с. Коэффициент эффективного полива снизился до 0,62, а недостаточного – увеличился до 0,22.

Аналогичные данные по влиянию ветра на качество полива получены и при использовании ДМ «Кубань-ЛШ» (таблица 2, рисунок 1).

Согласно приведенным на рисунке 1 экспериментальным данным, скорость ветра до 3,0 м/с не оказывает негативного влияния на качество полива. При скорости ветра от 3,1 до 6,0 м/с вариабельность распределения дождя на горизонтальную проекцию дождевого облака повышается, вследствие чего коэффициент эффективного полива снижается, но остается выше показателя агротехнических требований. При более высокой скорости ветра, 6,1…9,0 м/с, полив ДМ «Кубань-ЛШ» и «Мини Кубань-ФШ» можно проводить расчетной поливной нормой только при совпадении направления ветра и движения ДМ. Во всех других случаях для предотвращения стока воды и ирригационной эрозии почвы ее следует уменьшать на 20…25 % от расчетной. При скорости ветра более 9,0 м/с добиться равномерного распределения слоя воды на поливаемой площади, отвечающего агротехническим требованиям, невозможно.

Анализируя данные таблицы 2, качество полива ДМ «Кубань-ЛШ» различными поливными нормами при скорости ветра до 3 м/с отклонение от выдачи фактической поливной нормы находится в допустимых пределах, не более 5 %, тогда как при увеличении скорости ветра до 9м/с потери оросительной воды доходят до 25 % от поливной нормы.

Можно сделать вывод, что скорость ветра до 3 м/с не оказывает негативного влияния на качество полива ДМ «Мини Кубань-ФШ» и «Кубань-ЛШ». Ветровая нагрузка в диапазоне скоростей от 3,1..6,0 м/с за счет деформирующего влияния на дождевое облако снижает качество полива этими высококлиренсными ДМ. Однако оно остается в пределах допустимого по агротехническим и экологическим требованиям. При более высоких скоростях ветра, от 6,1 до 9 м/с, проведение полива возможно только при встречном или попутном движению машины направлении его. При всех других направлениях ветра как и скоростях более 9 м/с качество полива снижается до недопустимого, поэтому использовать ДМ для полива не рекомендуется.

Библиографический список

1. Данильченко, Н.В. Влияние ветра на производительность дождевальной техники [Текст]/Н.В. Данильченко//Широкозахватная поливная техника и оптимизация ее параметров. М., 1984. – С. 35-42.

2. Кружилин, И.П. Улучшение качества полива машиной «Фрегат» в Волгоградском Заволжье [Текст]/И.П. Кружилин, П.И. Кузнецов// Гидротехника и мелиорация. – 1976. – №12. – С. 29-35.

3. Кузнецов, П.И. Исследование параметров структуры дождя и качества полива машин кругового действия в Волгоградском Заволжье [Текст]: автореф. дис. канд. техн. наук. 06.01.02/ НИМИ. –  Новочеркасск, 1983.– 20 с.

4. Лебедев. Б.М. Дождевальные машины [Текст]/Б.М. Лебедев. – М: Машиностроение, 1977. – 244 с.

5. Рачинский, А.А. Потери воды в воздухе при поливе дождеванием [Текст]/А.А. Рачинский, В.К. Сверюгин// Гидротехника и мелиорация. – 1984. – №11 – С. 42-45.

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (27.02.2016)
Просмотров: 110 | Теги: мелиорация | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016