Проектирование оросительных систем и применяемое оборудование

Орошение (ирригация) относится к гидромелиорации, которая предназначена для улучшения водно-воздушного режима почв с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Годовые оросительные нормы сельскохозяйственных культур в зонах недостаточного увлажнения исчисляются тысячами кубометров на гектар и для этого требуются объекты капитального строительства.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

В состав гидромелиоративных систем входят:

•  водоисточник (природный или искусственный);
• водозабор с рыбозащитными устройствами; 
• насосные станции; 
• трубопроводная оросительная сеть с запорно-регулирующей арматурой; 
• дождевальные и поливные машины или установки; 
• при необходимости, дренажная и водосборно-сбросная сети.

На небольших площадях можно осуществить орошение природной водой сельскохозяйственных культур с помощью передвижного оборудования с быстросборными трубопроводами или плоскосворачиваемыми рукавами (шлангами). При выборе использования мобильного оборудования разработка проекта и согласование не требуется, но необходимо получить решение на водопользование водного объекта. 

Для обеспечения значительных площадей земель водой необходимо проектирование и строительство оросительных систем, которое, в отличии от проектирования гражданских или промышленных объектов, имеет много особенностей и требует специфических знаний. 

В процессе разработки проектов необходимо учитывать множество таких факторов как рельеф, водопроницаемость, влагоемкость, засоленность и мощность почвы, количество осадков, скорость ветра, испаряемость и транспирация растений, глубина и минерализация грунтовых вод и др., а также предусмотреть объекты электроснабжения, дороги, защитные лесополосы, системы управления и связи, мероприятия по защите окружающей среды.

Проектирование оросительной системы включает в себя:

• проведение инженерных изысканий;
• получение решения на водопользование водного объекта; 
• проектирование капитальных сооружений; 
• подбор оборудования и материалов;
• получение положительного заключения государственной экспертизы проектной документации

Поскольку проектирование оросительных систем осуществляется в комплексе с подбором оборудования, лучшим вариантом является партнерская работа проектировщиков и производителей, что позволяет принимать оптимальные, технически обоснованные и экономически выгодные решения. 

Так, нашим партнером является ООО «Бизнес Проект Сервис». Данное предприятие имеет многолетний опыт проектирования оросительных систем с дождевальными машинами, систем капельного орошения садов, реконструкции оросительных систем с использованием животноводческих стоков.

Реализованные проекты не раз позволяли клиентам получать субсидии на оборудование оросительных систем, в том числе и при использовании шланговых систем для внесения навоза в сочетании с орошением чистой водой. 

СПОСОБЫ ПОЛИВА / ОБОРУДОВАНИЕ

В РФ получили распространение следующие способы полива: дождевание, капельное орошение, поливные рисовые чеки.

Дождевание - основные типы машин

Дождевальные машины кругового действия 

Занимают достойное место в орошении благодаря удобству использования. Практика показала, что их использовать лучше на одной позиции без перестановки. Современные машины кругового действия имеют привод движения электромеханический от мотор-редукторов в отличие от прошлых вариантов на машинах типа «Фрегат» с гидравлическим приводом от оросительной воды, что повысило надежность их работы. 

Фронтальные широкозахватные дождевальные машины 

Имеют предпочтение на полях вытянутой прямоугольной формы. Забор воды осуществляется из гидрантов оросительной сети, расположенных на расстоянии 50-100 м, при этом давление на входе в зависимости от модели машины должно быть 2-4 атм. Переключение дождевальной машины к гидранту на другую позицию выполняется вручную.

Дождевальные машины барабанного типа

Имеют относительно небольшие площади полива на одной позиции и сезонную площадь орошения. При поливе путем вращения катушки наматывается шланг, который подтягивает дождевальный дальнеструйный аппарат или консоль с дождевальными насадками. Вариант консоли имеет преимущества по сравнению с дальнеструйными аппаратами – требуется меньшее давление на входе в машину и качество полива лучше (равномерность, размер капель). Вращение катушки может обеспечиваться гидравлическим способом за счет использования части воды или с помощью внешнего двигателя.

Капельный полив

Получает распространение метод капельного полива в интенсивном садоводстве, овощеводстве. При этом вода подается непосредственно к корням растений, что позволяет дозировать, экономить воду и уменьшать риск заболеваний растений. Данный способ позволяет использовать и метод фертигации – добавление удобрения в поливную воду.

Состав системы капельного орошения:

• водоисточник;
• водозаборная линия;
• насосная станция;
• фильтрационное оборудование, 
• растворный узел для подготовки и добавления агрохимикатов (если предполагается фертигация);
• магистральные и распределительные трубопроводы; 
• капельные линии со встроенными капельницами; 
• водораспределительная и регулирующая арматура для регулирования очередности и продолжительности подачи воды на поливные участки.

Рисовые оросительные системы

Выращивание риса осуществляется по двум технологиям – с применением гербицидов и без. Но всегда требуется орошение методом заливки чеков. Поля для выращивания риса представляют собой спланированные участки земли виде поливных карт, состоящих из отдельных чеков (горизонтальных площадок), окаймленных валиками. Вода на поля подаётся с помощью сети водоснабжающих каналов и затем удаляется через сбросные каналы.
Периодичность заливки чеков, уровни воды в них в зависимости от применяемых технологий выращивания культуры могут варьироваться, но в любом случае требуются гигантские объемы оросительной воды из расчета десятков тысяч кубометров на гектар.

ОБОРУДОВАНИЕ / НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ

Неотъемлемой, можно сказать, основополагающей частью оросительных систем являются насосные станции. 

Насосные установки на оросительных системах со стационарными трубопроводами чаще электрические. На мобильных системах для подачи воды в дождевальные машины, как правило, используются передвижные насосные установки с дизельными двигателями или работающие от ВОМ трактора.

При установке насосных станций на берегу водного объекта выше уровня воды определяющим фактором подбора насосных станций является максимальная высота всасывания без угрозы возникновения кавитации. 

Высота всасывания центробежного насоса определяется от его оси до минимального уровня воды в водоисточнике. Уровень оси насоса, при установке на поверхности земли превышает этот уровень в зависимости от модификации насосной станции на 0,4-2 м. Значение кавитационного запаса (NPSHr), влияющего на высоту всасывания, представляет собой потери давления внутри насоса (от всасывающего патрубка до рабочего колеса). Значение кавитационного запаса для каждого насоса растет с увеличением расхода, и в точках максимального КПД насос, чаще всего, не подходит по значению NPSHr, в отличии от подбора насосных станций, работающих под заливом (уровень жидкости выше уровня насоса), когда насос подбирается по максимальной эффективности.

По высоте всасывания часто предъявляются нереальные, не отвечающие законам физики требования. Следует стремиться к максимальному приближению насосных станций к точке забора воды для уменьшения потерь давления во всасывающей линии по длине, при необходимости заглублять уровень установки станций. При относительно небольших расходах при недостаточной высоте всасывания основного насоса решением может служить использование погружного насоса. При высоких расходах вариант подбора погружного насоса затруднителен.

Машиностроительный завод «ПОТОК» производит насосные станции для орошения с электрическими и дизельными двигателями. Максимальные расходы насосов для орошения до 1650 м³/час, напоры до 150 м. 

Насосные станции оборудуются системой автоматического заполнения насоса ZR-VAC, системами защиты торцевого уплотнения: для случая аварийной работы на сухом ходу ZR-DRY, от попадания частиц ZR-SEAL PROTECT.

На электрических станциях двигатели оборудуются преобразователями частоты (ЧРП). Это позволяет расширить характеристики насосов и применять при необходимости более экономичные режимы работы станций на оросительной системе.

Насосные станции с дизельным или электрическим приводом с частотным регулятором оснащены:

• электронной панелью управления; 
• автоматической системой контроля оборотов рабочего колеса насоса (дизельного двигателя или ЧРП);
• аварийным датчиком давления на напорной линии; 
• манометром с мембранным делителем на выходе из насоса. 

Дизельные насосные установки дополнительно оснащены аварийным и аналоговыми датчиками давления масла в двигателе, температуры охлаждающей жидкости, уровня топлива.  

Контакты по вопросам:
• производство и продажа насосных станций - «МЗ «ПОТОК» - Досекин-Молчанов Александр Валерьевич +7 915 280 12 69
• проектирование оросительных систем - «Бизнес Проект Сервис» - Любимова Людмила Михайловна +7 919-220-86-15