Дождевальная машина ocmis

Шланговые дождевальные машины предназначены для автоматизированного полива зерновых, технических, кормовых и овощных культур, а также многолетних трав, лугов и пастбищ способом дождевания как чистой водой, так и подготовленными животноводческими стоками. При этом забор воды осуществляется от гидрантов закрытой оросительной системы или от поверхностных распределительных каналов с подачей воды от передвижных насосных станций. Машины можно эффективно использовать на полях со сложным микрорельефом и на участках неправильной конфигурации.

1 – гидрант; 2 – барабан ДМ; 3 – шланг; 4 – дождеватель; I – размотка шланга при помощи колесного трактора; II – намотка шланга на барабан

Рисунок 4. Схема расположения и передвижения дождевальной машины «ОКМИС»

Дождевальная машина состоит из шасси на пневматических колесах, поворотной платформы, на которой установлена катушка с мотком гибкого полиэтиленового трубопровода, механизмов привода катушки, ускоренной намотки и управления укладкой трубопровода на катушку, тележки с дождевальным аппаратом и механизма его подъема, контрольно-измерительных приборов и узлов подсоединения.

Механизм привода катушки, который использует энергию воды, идущей на полив, включает турбину с байпасной регуляцией и многоступенчатую коробку передач. Механизм ускоренной намотки трубопровода приводится в действие от ВОМ трактора и служит для подтягивания тележки с дождевальным аппаратом к машине по окончанию полива, в случае непредвиденных обстоятельств (например, дождь), для сливания воды при постановке машины на хранение. Механизм управления укладкой трубопровода на катушку контролирует диаметр катушки, которая изменяется в зависимости от слоев намотанного трубопровода и обеспечивает постоянную заданную скорость перемещения тележки с дождевальным аппаратом, которая может регулироваться от 10 до 120 м/ч. Тележка, которая состоит из рамки со стояком на колесах, используется для перемещения дождевального аппарата, ширина захвата которого составляет 70 - 115 м. Дождевальный аппарат имеет оригинальную конструкцию, которая включает реверсивную систему для настройки его на полив по сектору. Угол оросительного сектора регулируют перестановкой упоров на корпусе дождевального аппарата в пределах 5 - 360о. Заменой сопел и изменением рабочего давления регулируют расходы поливной воды от 20 до 140 м3/ч, что обеспечивает интенсивность дождя от 10 до 60 мм. Сопла с меньшими диаметрами предназначены для освежающих поливов на ранних стадиях развития растений. Для этого же можно использовать и оросительные штанги, которые входят в дополнительное оборудование машин. Для управления рабочим процессом дождевальная машина серии Р5 комплектуется компьютерной системой “АКВАСИСТЕМ”. Все конструктивные элементы машин имеют антикоррозийное покрытие, при этом шасси, поворотная платформа и тележка с дождевальным аппаратом оцинкованы, а катушка для намотки гибкого трубопровода покрыта полиуретановой краской.

Под заказ дождевальные машины могут комплектоваться высокопродуктивным насосом с приводом от двигателя внутреннего сгорания для подачи воды в гибкие поливные трубопроводы или вспомогательным насосом при питании машины от низконапорной водной магистрали. На этих машинах может быть установлен компактный дизельный двигатель для обеспечения гидравлического управления рабочими органами машины и перематывания трубопровода, а также компрессор, с помощью которого быстро и легко можно освободить поливные трубопроводы машины от воды. Особого внимания заслуживают поливные штанги, которыми могут комплектоваться дождевальные машины и которые специально разработаны для полива овощей и чувствительных растений, выращиваемых на больших площадях.

Серия OCMIS IRRIGATION MICRO RAIN

Небольшие ирригационные установки MICRO RAIN. Эти мини-установки идеальны для полива небольших площадей: оранжерей и теплиц, полей для игры в гольф, спортивных полей, парков, садов и питомников.
Регулятор давления в этих машинах позволяет работать при низком давлении (3-3,5 атм) и среднем давлении (6-8 атм) с уровнем расхода от 80 л/мин до 290 л/мин в зависимости от выбранной модели.

Рисунок 5. Серия OCMIS IRRIGATION MICRO RAIN

Таблица 11 Технические характеристики

Серия R OCMIS IRRIGATION

Шланговые дождеватели с вращающейся рамой. Эти машины позволяют орошать поля, расположенные напротив друг друга, без предварительной установки шасси, и могут работать под любым углом по отношению к рабочей колее.

Рисунок 6. Серия R OCMIS IRRIGATION

Таблица 12 Технические характеристики

Более подробные характеристики модельного ряда представлены в таблице 13

Таблица 13 Технические характеристики

Серия IR OCMIS IRRIGATION

Рисунок 7.Серия IR OCMIS IRRIGATION

Дождевальные машины барабанного типа с гидравлическим подъемом колес и сцепки. Во время эксплуатации эти машины опускаются на землю, что придает дополнительную устойчивость при работе со шлангами большого диаметра и длины. Эти шланговые дождеватели вращаются под любым углом на 360 градусов.

Таблица 14 Технические характеристики

Сезонная нагрузка на дождевальную машину или средняя площадь, обслуживаемая машиной - это площадь в гектарах, на которой машина может обеспечить заданный режим орошения, в том числе и в критический (пиковый) период водопотребления растений.

Таблица 15 Сезонная нагрузка на дождевальную машину

Станции насосные передвижные дизельные

Станции насосные передвижные дизельные (СНП) предназначены для подачи воды в магистраль; откачки воды из колодцев и подвалов; подачи воды в открытую и закрытую оросительную систему; питания дождевальных машин и установок; подачи воды из емкости в емкость и других хозяйственных нужд.
Большое число модификаций, широкий диапазон подачи и напора воды, применение ДВС делают возможным использование данных станций во всех зонах орошаемого земледелия, на полях, где отсутствует источник электроэнергии, а также при авариях в коммунальном хозяйстве.
Преимущества:
- возможность работы при отсутствии источников электроэнергии;
- надежность;
- экономичность;
- автономность

Технические характеристики приведены в приложении 8.

Станция насосная навесная СНН-60/70

Станция насосная навесная СНН-60/70 предназначена для откачивания воды из магистральных трубопроводов, из канализационных колодцев при авариях в жилищно-коммунальных хозяйствах, для подачи воды в магистральные трубопроводы, или открытую оросительную сеть от которых работают дождевальные машины и установки, а также для других хозяйственных нужд.
Насосная станция навешивается на гидронавеску трактора типа ДТ-75 и колесный типа МТЗ-80, привод от вала отбора мощности трактора, непосредственно через карданную передачу.
Насосная станция комплектуется всасывающим и напорным рукавами с задвижкой.

Таблица 16 Технические характеристики

5.2 Гидравлический расчет оросительной сети

После выбора дождевальной машины необходимо произвести гидравлический расчет, для того, чтобы выяснить, какие необходимо использовать насосные станции. По техническим характеристикам выбираем наиболее подходящие варианты, и используем их при расчете гидравлической сети. Для примера расчетов, возьмем дождевальную машину Фрегат.

3 28 л/с 1 28 л/с 2

249 м 249м

56 л/с

0 НС

Рисунок 8 Схема для гидравлического расчета трубопровода

l_0-1=299 м- длина трубопровода от насосной станции, участок 0-1 ;

l_1-2=l_1-35=249 м- длина трубопровода на участке 1-2, 1-3.

Находим диаметры трубопроводов на каждом участке по формуле:

d=1,13*√Q/V

0-1: d=1,13*√0,056/1,75=0,202 м

Нормативные: d=220 ; t=10

1-2=1-3 : d=1,13*√0,028/1,75=0,143 м

Нормативные: d=160 ; t=9.

Потери по длине:

h^0-1 _l=0,025*1,78²/2*9.81*299/0.2=6.04 м

d_н=220-10-10=200 мм

V=1,13²*0,056/0,2²=1,78 м/с

h^1-2 _l=0,025*(1,72²/2*9,81)*(249/0,144)=6,52 м

d_н=160-9-9=144 мм

V=1,13²*0,028/0,144²=1,72 м/с

Σh_l=6,04+6,52=12,56 м

Σh_м= 0,1*Σh_l =0,1*12,56=1,256 м

h_г+h_в=106,75-100,0=6,75 м

h_с=47 м

Н^нс = h_г + h_в + h_l + h_м + h_с = 6,75+12,56+1,256+47=67,566 м

Q^нс = Q_нетто/ƞ = 56/095=58,95 л/с

Из всего списка насосных станций наиболее подходящей по характеристикам является СНП-50/80

Выбрав насосную станцию даем ей полную характеристику.

Рисунок 9 Схема по определению потребления потерь насосной станции. Г – гидрант, НС – насосная станция, hг - геодезическая высота подъема, hв –высота всасывания насосной станции, МТ – магистральная труба.

6. ОБОСНОВАНИЕ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ
ИСТОЧНИКА ОРОШЕНИЯ

Для обоснования оросительной способности источника орошения необходимо проводить расчеты. С помощью этих расчетов можно определить, какое необходимо количество воды для проведения орошения на данном участке. По варианту задания определяется источник орошения: пруд, водохранилище или река.

Для того, чтобы вычислить, хватит ли нам воды для орошения поля, необходимо произвести следующие расчеты:

1. Для пруда:

Wор=Мор*F (1),

Двойной запас берется из условий заиления, испарения с водной поверхности и фильтрации:

Wпр=2Wор (2),

hср=3-5м, глубина воды

F=W/hср (3),

2. Для реки:

Порядок реки определяется по ее длине, в зависимости от того, к какому бассейну они относятся.

Скорость течения реки принимаем от

В 0,3-0,5 м/с.

m=1.5 h m=1.5 Q=ω*υ (4),

Рисунок 10 Вычисление параметров

пруда (реки)

где ω-площадь поперечного сечения, м²

ω= Q/ υ (5),

ω=1/2 *B * h, м² (6),

h=√ ω/1.5 (7),

B=3h (8),

B=3√ ω/1.5 (9).

Находим длину реки в м, по ней определяем ее порядок.

Qгод=(0,148*lgF-0.07)*Qгод'

7. РАСЧЕТ ВОДОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ ВАЛОВ (ДАМБ) ДЛЯ БОРЬБЫ С ВОДНОЙ ЭРОЗИЕЙ ПОЧВ

Р

i

L

ОРОШАЕМЫЙ

УЧАСТОК

Рисунок 11 Схема участка

Исходные данные:

· Количество выпавших осадков (Р), мм,

· Расстояние (L), м,

· Ширина склона (В), м,

· Превышение орошаемого участка (i), м,

· Механический состав почвы (супесь, суглинок, глина),

· Подстилающая порода (водопроницаемая или водоупорная)

i

L

Рисунок 12 Схема расположения дамб

На 1м высоты 5м заложений (1:5)

m=5м- заложение откосов

Дамба в поперечном сечении имеет форму равнобедренного треугольника. Ширина дамбы определяется по формуле:

D=2m*h (1),

где m- заложение откосов, м,

h-высота отвала, м,

Водосборная площадь в поперечном сечении имеет вид треугольника и определяется по формуле:

S∆=1/2 *c*hₒ (2),

где S – площадь треугольника, м²;

К – ширина водосборной площади, м;

h_o – слой воды (составляет 0,3 м), м.

h=c*tgα (3),

Находим превышение орошаемого участка:

i=i2/L (4),

где i2- верхняя точка орошаемого участка, м.

Рассчитываем ширину прудка в м:

С=hₒ/tgα=h/i (5),

Далее определяется объем воды, который стечет с прилегающей водосборной площади:

W=F*δ*10*P (6),

где F - водосборная площадь, га,

δ - коэффициент поверхностного стока,

P – слой выпавшего ливня (интенсивность), мм.

Водосборная площадь участка находится:

F=Fуч * b (7),

где Fуч- площадь участка, га,

b- ширина участка, м.

Определяем общее расстояние, м:

Lобщ=W/S∆ (8).

Находим количество дамб, расположенных на данном участке:

n=Lобщ/D (9).

Рассчитываем расстояние между дамбами, м:

Х= Lобщ/n (10).

Таблица 17 Коэффициент стока

8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ И ЛЕСОПОЛОС НА ОРОШАЕМОМ УЧАСТКЕ

Дороги на орошаемых землях подразделяют на межхозяйственные, внутрихозяйственные, полевые и эксплуатационные.
Межхозяйственные дороги служат для связи хозяйств между собой и райцентром, железнодорожными станциями и др.
Внутрихозяйственные дороги служат для соединения центра хозяйства с фермами, бригадами, станами либо связывают указанные объекты между собой.
Полевые дороги обеспечивают подъезд к каждому полю севооборота и к ближайшим межхозяйственным дорогам.
Эксплуатационные дороги предназначены для обслуживания, содержания и ремонта каналов и сооружений на мелиоративной сети.
Дороги проектируют вдоль постоянных каналов, распределительных и полевых трубопроводов, а также вдоль поливных участков по верхней или нижней их стороне (рис. 5.8).

В первом случае дорога располагается в верхней части поля, без кювета с низовой стороны. Водовыпуски во временные оросители проектируют с переездами. Для подъезда на каждый поливной участок, а также к дорогам вдоль временных оросителей (при поливе дождевальными машинами типа ДДН и ДДА) предусматривают переезды через водосборный канал.
Ширина земляного полотна хозяйственных дорог - 6,5 м, полевых и эксплуатационных - 5,0 м; кюветы имеют трапецеидальное и треугольное сечение. В местах пересечения дорог с распределительными и магистральными каналами строят мосты или трубчатые переезды, ширина проезжей части которых 5 м.
Лесополосы проектируют для снижения скорости ветра, испарения с поверхности полей воды, ослабления действия суховеев, уменьшения зарастания каналов. Их создают из высокорастущих пород деревьев с высоким подлеском продуваемой конструкции. Располагают вдоль оросительных водосборно-сбросных и дренажных каналов, постоянных дорог, по границам водоемов, полей севооборота.
Расстояние между основными лесополосами принимают с учетом дальности действия полос (равным 20-30-кратной высоте деревьев), требований механизации полива и обработки почвы. Это расстояние - 500-900 м.

При работе дождевальных машин «Фрегат» на нескольких позициях (или полях) в лесополосах предусматривают проезды шириной 4,5 м. Лесные полосы вдоль каналов сажают, как правило, двух-, реже четырехрядными. Вдоль водохранилищ, по границам степных орошаемых участков устраивают 7-10-рядные лесные полосы. Расстояние между деревьями в ряду 0,7-1 м, а между рядами -2,5-3 м.
Для степных и лесостепных районов рекомендуются следующие породы деревьев и кустарников: тополь пирамидальный, дуб, акация белая, береза, вяз обыкновенный и узколистный, ильм, клен, лиственница, липа мелколистная, шелковица белая, яблоня, бересклет, лох, желтая акация, ирга, лещина, жимолость, боярышник, гледичия.

Таблица 18 Ширина лесных насаждений

На склонах лесополосы любого назначения следует располагать в направлении, близком к горизонталям, и только на ровных участках полезащитные лесные полосы располагают поперек направления господствующих ветров. В противном случае они могут стать местом концентрации стока и развития линейной эрозии. Дороги прокладывают по границам полей в направлении, близком к горизонталям. На тех дорогах, которые вынужденно пересекают горизонтали, устраивают распылители стока в виде валов, пересекающих дорожное полотно, которые направляют сток в безопасные места. Ориентация лесополос—поперек господствующих юго- западных ветров. Их целесообразно размещать по наиболее возвышенным элементам рельефа (вершины и верхние трети сопок, гряды, увалы, холмы), по местоположениям, где газо-и пылезадерживающая функция будет выполнена в наиболее полной мере. Полезащитные лесополосы создают смешанными и чистыми. В районах с дефицитом влаги на бедных или солонцеватых почвах предпочтение отдают чистым 1-2-породным культурам.

Эффективность лесополос зависит от угла атаки ветра: чем меньше направление ветра отклоняется от перпендикуляра к полосе, тем больше эффективность системы. Чем меньше направление ветра отклоняется от направления лесополосы, тем меньше ее эффективность; однако она никогда не равна нулю. Полоса, даже параллельная ветру, снижает его скорость, однако эффективность ее при этом составляет примерно 25% от эффективности при поперечном ветре. Область влияния лесополосы на поток обнаруживается и с наветренной, и с подветренной сторон. Причем область, расположенная с наветренной стороны, во много раз меньше области, расположенной с подветренной стороны. Чем больше проницаемость полосы, тем меньше зона влияния, расположенная с наветренной стороны. На месте будущей лесополосы на склонах крутизной до 4° предварительно производят засыпку промоин и выполаживание склонов мелких оврагов. В верхней части склона выше лесополосы устраивают распылители стока. На склонах крутизной до 7° почву обрабатывают полосами, оставляя необработанными полосы метровой ширины. В случае коротких межовражных участков почву готовят с применением лесных двухотвальных плугов, которые делают борозды шириной 70 см и глубиной 6-15 см, которые, аккумулируя сток, предотвращают смыв. Водорегулирующие лесополосы закладываются на эродированных склонах, используемых под сельскохозяйственные культуры, и предназначены для перевода поверхностного стока во внутрипочвенный, распыления концентрированных струй водного потока и уменьшения их скорости, осаждения мелкозема. Число лесополос и расстояние между ними зависят главным образом от крутизны и длины склона: с увеличением крутизны расстояние между лесополосами уменьшается. Располагаются водорегулирующие лесополосы вдоль горизонталей. Ширина полос должна быть не менее 12,5 м. Их формируют из высокополнотных насаждений (с шириной междурядий не более 1,5—2,0 м). Сокращение или прекращение смыва почвы и улучшение водного режима водорегулирующими полосами повышают продуктивность сельскохозяйственных угодий в 1,5—2 раза. Стокорегулирующие лесополосы, совмещенные с простейшими гидротехническими сооружениями, валами и валами-канавами, могут в среднем, задержать на серых лесных и каштановых почвах слой талой воды около 15 мм, а на черноземах - до 30-35 мм. Стокорегулирующие лесополосы на склонах выращивают по технологии, рекомендованной для выращивания полезащитных лесных насаждений. Ширина прибалочных лесополос, согласно действующим инструкциям, ограничена диапазоном 12,5-21 м. Выбор ширины и конструкции прибалочной лесополосы зависит от условий снегонакопления, поскольку накопление большого количества снега в лесополосе может сопровождаться усилением смыва и размыва почвы при его таянии. При прочих равных условиях чем плотнее и шире лесополоса, тем больше снега она аккумулирует. Чем меньше ширина и больше ажурность лесополосы, тем меньше сугроб в самой лесополосе и тем равномернее распределение снега в межполосном пространстве. В то же время мелиоративная эффективность плотной конструкции выше. Поэтому обоснование ширины и конструкции прибалочной лесополосы должно включать учет местных особенностей почв, рельефа, микроклимата. Системы полезащитных лесополос проектируют с учетом преобладающего во время пыльных бурь направления ветров. Лесополосы в системе целесообразно располагать перпендикулярно преобладающему направлению наиболее опасных ветров. Однако при этом надо учитывать и опасность водной эрозии. Согласно действующим инструкциям на склонах круче 2° лесополосы необходимо располагать поперек склона, независимо от направления ветра.

9. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРОШЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ

Главные требования, которые предъявляют к орошению, — повы­шение плодородия почвы, создание благоприятных усло­вий для роста и развития растений, получение высоких урожаев наиболее ценных культур при отличном качест­ве продукции и низкой себестоимости. Для этого рассчитывают экономическую эффективность орошения. Расчет экономической эффективности дождевания и орошения начинают с определения урожайности сельскохозяйственной культуры:

∆У=Уо-Уб (1),

где Уо –урожайность орошения, ц/га,

Уб – урожайность богара, ц/га.

Находим валовый сбор:

∆ВС=∆У*F (2),

где ∆ВС – валовый сбор урожая, ц;

∆У – прибавка урожайности от орошения, ц/га;

F – площадь орошения, га.

Стоимость валовой продукции:

С=ВС*ЗЦ (3),

где ЗЦ- закупочная цена на единицу продукции (данные на сайте msx.rb)

Затраты:

Прямые затраты на единицу сельскохозяйственной продукции состоят из затрат сельскохозяйственных и мелиоративных затрат:

ПЗ=Зм+Зсх (4),

В свою очередь мелиоративные затраты состоят из затрат на подачу воды и на полив:

Змел=Зв+Зп (5) ,

где Зв - затраты на подачу 1м3 воды на передвижных насосных станциях, руб./м3,

Зп - затраты на проведение 1 полива, руб./га.

Зв=Зв'*М (6),

Зп=Зп'*П (7),

где Зв'- затраты на подачу 1м3 воды, 5руб/м3,

Зп' - затраты на проведение 1 полива, 1000 руб./га.

М- оросительная норма, м3/га,

П- количество поливов.

Затраты на орошение, руб:

Зор=З+Змел (8),

Затраты на богаре, руб.: Зб=F*Зсх (9),

Затраты на орошаемом участке, руб.: Зор=F*Зор (10),

∆З=Зор-Зб (11).

Затраты на уборку дополнительной продукции, руб.:

Зудп= (25% * Зсх)/100% (12).

Общие затраты, руб.:

Зобщ=Зудп+Зсх+Змел (13).

Затраты, руб.:

З=Зобщ* F (14).

По вычисленным данным находим прибыль, получаемую от продукции, руб.:

П=С-З (15),

Вычисляем рентабельность продукции на орошаемом участке, %:

Р=100*П/З (16),

Для установления срока окупаемости капиталовложений необходимо учесть капитальные и единовременные затраты:

Ток=К/П (17),

где Ток-срок окупаемости капиталовложений, лет,

К-капитальные затраты (единовременные), руб/га,

П –прибыль, руб.

При вычислении результатов необходимо учитывать, что норма срока окупаемости составляет 10 лет. Если срок окупаемости превышает 10 лет, то проводить систему дождевания становится крайне невыгодно.

По результатам вычислений даем экономическую оценку по проведению работ орошения данного участка, указываем целесообразность и эффективность их проведения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводятся итоги по проведению данного курсового проекта: кратко описывается проделанная работа, дается описание используемого материала, производится характеристика расчетов и их обоснование, оцениваются достоинства и недостатки данного метода.

Приложение 1

Ведомость расчета дефицита водного баланса картофеля в Учалинском районе при УГВ = 2м

Приложение 2

Дефицит влажности воздуха, мб

Приложение 3

Среднемноголетние осадки, мм

Приложение 4

Среднемноголетняя декадная температура воздуха

Приложение 5

Почвенная карта Башкортостана

Приложение 6

Водно-физические свойства почв по слоям, м

Приложение 7