Проектирование участка орошения сельскохозяйственных культур

 

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.

Рисунок 3. Серия R OCMIS IRRIGATION

 

 

 

 

 

 

 

 

          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.

          1  

             848 м

                                                       1184м 70 л/с      

  

0

 

 

 

Рисунок 4. Схема трубопровода

l0-1=1184 м- длина трубопровода от насосной станции, участок 0-1 ;

Находим диаметры трубопроводов на каждом участке по формуле:

d=1,13*√Q/V

0-1: d=1,13*√0,065/1,5=0,244 мм

Нормативные: d=250 ; t=9 согласно ГОСТ 18599-2001

Потери по длине:

h0-1 =0,025*1,542/2*9.81*1184/0.232= 15,42 м

dн=250-9-9=232 мм

 

 

V=1,132*0,065/0,2322=1,54 м/с

Σhм= 0,1*Σhl =0,1*15,42 =1,542 м

hг+hв=110,24-100,0=10,24 м

hс= 50 м

Ннс = hг + hв + hl + hм + hс = 10,24+1,542+15,42+50= 77,202 м

Qнс = Qнетто/ƞ = 65/095=68,42 л/с

Из всего списка насосных станций, наиболее подходящей по напору и расходу  является СНП-80/80.

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

 

Марка станции	Подача,   л/с	Напор, м	Двигатель	Мощность   л.с.	Расход топлива, кг/час	Геодез. высота всас., м	Масса, кг	Габаритные размеры,   мм
СНП-80/80	70-110	82-65	ЯМЗ-238ГМ2	180	28,0	3	3500	3600 х 1180 х 2000

Таблица 4. Насосная станция СНП 80/80 
6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОРОГ И ЛЕСОПОЛОС НА ОРОШАЕМОМ УЧАСТКЕ

Таблица 4. Насосная станция СНП 80/80 
6. 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).

 

 
          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 полевых и эксплуатационных дорог - 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.

  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 5                        Ширина лесных насаждений

Санитарно-защитные зоны	Ширина лесных насаждений, м	Конструкция лесонасаждений
По границам севооборотов	5-9	Ажурная
Вокруг накопителей поверхностного и дренажного стока, смесителей, накопителей стоков	8-12	Продуваемая или ажурная
Водоисточников природной воды	5-9	Непродуваемая
По границе полей, вдоль полевых и эксплуатационных дорог III категории	5-9	Продуваемая

 

 

           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.

.

 

 

 

 

 

 

 

7. 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 = 550 – 200 = 350 ц/га,                                                                                      

где Уо –урожайность орошения, ц/га,

       Уб – урожайность богара, ц/га.

Находим валовый сбор:

                                                       ∆ВС=∆У*F=34,1*350 = 11935 ц                                                      

где ∆ВС – валовый сбор урожая, ц;

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

       F – площадь орошения, га.

Стоимость валовой продукции:

                                                        С=ВС*ЗЦ = 11935 ц * 120 р/ц = 1432200 руб                                                        

где ЗЦ- закупочная цена на единицу продукции (http://www.zol.ru/silos-kukuruznyj)

Затраты:

Прямые затраты на единицу сельскохозяйственной продукции состоят из затрат сельскохозяйственных(http://www.scienceforum.ru/2013/35/3000) и мелиоративных затрат:

                                             ПЗ=Зм+Зсх = 14175+7360=21535 руб.                                                    

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

                                                        Змел=Зв+Зп=   14175  руб.                                                                              

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

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

                                                      Зв=Зв'*М = 2235*5= 11175 руб.                                                         

                                                      Зп=Зп'*П = 3*1000 = 3000 руб.                                                         

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

Затраты на богаре, руб.: Зб=F*Зсх = 1,9*7360 = 13984 руб.       

           Затраты на орошаемом участке, руб.:Зор=F*Зор=34,1*14175 = 483367,5 руб     

∆З=Зор-Зб=483367,5-13984=469192,5

Затраты на уборку дополнительной продукции, руб.:    

Зудп=  (25% * Зсх)/100% = 1840 руб.

          Общие затраты, руб.: 

Зобщ=Зудп+Зсх+Змел = 7360+14175+1840 = 23375 руб.

Затраты, руб.:

З=Зобщ* F = 23375*34,1= 797087,5 руб.

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

П=С-З = 1432200 – 797087,5 = 635112,5 руб.

          Вычисляем рентабельность продукции  на орошаемом участке, %:

Р=100*П/З = 100*635112,5/797087,5 = 79 %

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