Самонапорная система капельного орошения
Владельцы патента RU 2684747:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") (RU)
Изобретение относится к оросительным мелиорациям и может быть использовано для капельного орошения. Самонапорная оросительная система включает водозаборный узел, напорообразующий узел, блок водоподготовки, агрохимический узел и капельную оросительную сеть. Напорообразующий узел включает напорный бассейн и напороаккумулирующий трубопровод. Высотное положение входного оголовка трубопровода превышает положение выходного оголовка. Разница высот обеспечивает напор, равный сумме необходимого для функционирования блока водоподготовки, агрохимического узла и капельной сети напора и гидравлических потерь напора в напороаккумулирующем трубопроводе. Достигается возможность подачи воды и работа капельной оросительной сети без напороповышающего узла. 4 ил.
Изобретение относится к оросительным мелиорациям и может быть использовано для капельного орошения сельскохозяйственных угодий, фитомелиоративных, средозащитных и декоративных насаждений без использования насосно-силового оборудования на землях с наличием положительного, необходимого для функционирования капельной системы перепада высотных отметок между уровнем воды в вышерасположенном источнике орошения и уровнем поверхности земли на нижерасположенном орошаемом участке.
Известна оросительная система для горных склонов (SU 1079222, 15.03.84), включающая напорообразующий узел, магистральный, распределительные и поливные трубопроводы с подсоединенными к ним импульсными дождевателями и набором необходимого оборудования для их работы. Схема предусматривает размещение магистрального трубопровода по склону (вдоль уклона - по уклону, распределительных трубопроводов поперек уклона местности и поливных трубопроводов - по уклону местности.
Недостатком данного технического решения является невозможность использования предложенной оросительной системы для капельного орошения склоновых ландшафтов в связи с отсутствием необходимого капельного оборудования.
Известно техническое решение оросительной системы для горных условий (SU 1544293, 23.02.90), которая включает напорообразующий узел в виде водонакопительного резервуара, магистральный трубопровод, распределительные водоводы с ярусно подвешенными к нему поливными трубопроводами, импульсные дождевальные аппараты и необходимые для обеспечения их работы устройства.
Недостатком данного технического решения является устройство напорообразующего узла в виде водонакопительного резервуара, конструкция которого не позволяет создавать достаточный для работы системы напор без дополнительного напороповышающего устройства (насосно-силового оборудования), а также невозможность использования предложенной системы для капельного орошения склоновых угодий.
Известна автоматизированная самонапорная оросительная система на базе самонапорного трубопровода, уложенного вдоль максимального уклона местности с подключенной к нему оросительной сетью, оборудованной поливными трубопроводами для полива по бороздам, дождевальными машинами и стационарными дальноструйными дождевальными установками (SU 1558346, 23.04.90).
Недостатком известного технического решения является невозможность его использования для капельного орошения, так как данная система не адаптирована к условиям и требованиям функционирования самонапорных систем капельного орошения, а именно в ее составе отсутствует необходимые для работы капельной оросительной сети узлы и устройства.
Известно техническое решение автоматизированной самонапорной системы (SU 1648294, 15.05.91), включающей самонапорный трубопровод (давление в котором формируется за счет уклона местности); напороповышающее устройство; магистральный (регулирующий) и поливные трубопроводы, подающие воду в дождеватели прерывистого действия (импульсные дождевальные аппараты).
Недостатком данного технического решения является использование в системе напороповышающего устройства (насоса), наличие которого позволяет отнести данное решение к разряду частично самонапорных систем.
Кроме этого применение данной системы для капельного орошения потребует кардинальных изменений в части обеспечения ее капельным оборудованием.
Известно также компоновочно-конструктивное решение самонапорной оросительной системы (SU 1739902, 15.06.92), принятое за прототип, которая устраивается на склоновом участке местности с вдоль уклоновым трассированием магистрального и поливных трубопроводов и состоит из источника орошения (канала), водозаборного узла, «компенсационной» емкости (бассейна временного регулирования), магистрального трубопровода, напороповышающего устройства, системы распределительных и поливных трубопроводов и дождевальных аппаратов (импульсных дождевателей прерывистого действия). Оросительная сеть размещается поярусно (по уклону орошаемого участка - сверху вниз.
Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является наличие в составе оросительной системы напороповышающего устройства, что обуславливает необходимость использования дополнительных энергоресурсов для создания необходимого для функционирования системы напора. Кроме этого в прототипе предусмотрено использование предложенной системы только для дождевого полива (импульсного дождевания), в связи с чем, использование ее для капельного орошения не возможно без устройства дополнительного соответствующего оборудования (узла водоподготовки и агрохимического узла) и соответствующей оросительной сети.
Задачей изобретения является создание компоновочно-конструктивного решения самонапорной системы капельного орошения, которая трансформирует перепад отметок местности между водоисточником и орошаемым участком в механическую энергию водного потока, обеспечивающую подачу воды на орошаемые участки и функционирование технологического оборудования капельной оросительной сети без напороповышающего узла.
Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение полива растений способом капельного орошения без использования насосно-силового оборудования для создания напора, обеспечивающего функционирование капельной оросительной системы.
Указанный технический результат достигается за счет устройства самонапорной системы капельного орошения, включающей взаимоувязанные и гидравлически соединенные водозаборный узел, напорообразующий узел, блок водоподготовки, агрохимический узел и капельную оросительную сеть, отличающейся тем, что напорообразующий узел включает напорный бассейн и напороаккумулирующий трубопровод, высотное положение входного оголовка которого превышает положение его выходного оголовка на величину, при которой обеспечивается напор воды, равный сумме необходимого для функционирования блока водоподготовки, агрохимического узла и капельной оросительной сети напора и гидравлических потерь напора в напороаккумулирующем трубопроводе.
Самонапорная система капельного орошения поясняется фиг. 1 - фиг. 4. На фиг. 1 приведена схема самонапорной системы капельного орошения; на фиг. 2 - продольный профиль самонапорной системы капельного орошения по ходу течения воды; на фиг. 3 - схема напорообразующего узла самонапорной системы капельного орошения; на фиг. 4 - продольный разрез по трассе напороакумулирующего трубопровода напорообразующего узла самонапорной системы капельного орошения.
Самонапорная система капельного орошения включает следующие элементы (фиг. 1 - фиг. 4): источник орошения 1, водозаборный узел 2, водоотводящий канал 3, бассейн временного регулирования 4, напорный бассейн 5, напороаккумулирующий трубопровод 6, блок водоподготовки 7, агрохимический узел 8, концевой водосброс 9, водоприемник 10, капельную оросительную сеть 11.
Водозаборный узел 2 предназначен для забора воды из водоисточника 1 и подачи ее в напорообразующий узел системы и включает самотечный водозаборный регулятор (водозабор), водоотводящий канал 3, подающий изъятую из водоисточника воду в напорный бассейн 5 напороаккумулирующего трубопровода 6 и (или) в водонакопительный водоем 4 (бассейн временного регулирования), из которого по мере необходимости вода подается в напорный бассейн 5 напорообразующего узла.
Напорообразующий узел состоит из напорного бассейна 5 (аванкамеры) и напороаккумулирующего трубопровода 6. В напорном бассейне 5 предусмотрено осаждение влекомых наносов с последующим их удалением и аэрационная система для подъема плавающего мусора (плавника) в поверхностный слой водного потока и последующего отвода его из напорного бассейна и предотвращения попадания его во входное отверстие напороаккумулирующего трубопровода 6.
Напороаккумулирующий трубопровод 6 прокладывается по наибольшему уклону склона, благодаря чему в нем осуществляется накопление напора (внутреннего давления), формируемого за счет перепада отметок местности (взаимного разновысотного расположения входного и выходного оголовков трубопровода).
Из напороаккумулирующего трубопровода 6 вода по трубчатому водоводу подается в блок водоподготовки 7 для очистки от физических, химических и (или) микробиологических включений (загрязнителей), далее агрохимический узел 8 для подготовки поливных растворов и далее в капельную оросительную сеть 11: магистральный трубопровод, распределительные водоводы и поливные линии. Технологический или аварийный сброс воды из напороаккумулирующего трубопровода осуществляется через концевой водосброс 9 в водоприемник 10.
Самонапорная система капельного орошения, включающая взаимоувязанные и гидравлически соединенные водозаборный узел, напорообразующий узел, блок водоподготовки, агрохимический узел и капельную оросительную сеть, отличающаяся тем, что напорообразующий узел включает напорный бассейн и напороаккумулирующий трубопровод, высотное положение входного оголовка которого превышает положение его выходного оголовка на величину, при которой обеспечивается напор воды, равный сумме необходимого для функционирования блока водоподготовки, агрохимического узла и капельной оросительной сети напора и гидравлических потерь напора в напороаккумулирующем трубопроводе.
