RU2215405C2

RU2215405C2 - Irrigation main for sloping lands

Info

Publication number: RU2215405C2
Application number: RU2001130679A
Authority: RU
Inventors: В.К. Губин; К.В. Губер; Г.П. Лямперт; М.Ю. Храбров; В.И. Канардов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, drop irrigation of perennial garden crop slope plantations and vineyards. SUBSTANCE: irrigation main has distributing pipeline, flexible irrigation pipelines connected to distributing pipelines through flow rate controls and terminating in bypass devices. Air exit orifices and gauged (for drop irrigation) water discharge orifices are formed along flexible irrigation pipelines at set pitch. Retainers are positioned in the vicinity of orifices of both types. Flexible irrigation pipelines are hung by means of retainers between two linear members arranged between vertical supports one above another in vertical plane for displacement in this plane, i.e., so that space between irrigation pipelines and distance from soil surface to pipelines may be regulated. Retainers positioned near air exit orifices are fixed to upper linear member and retainers positioned near water discharge orifices are fixed to lower linear member. So, flexible irrigation pipeline is located between linear members so as to form sine, whose lower points are arranged above distribution zone of rootage system of plants to be irrigated. Irrigation main allows sloped lands to be irrigated in low-pressure mode, with specific features of land plot under irrigated process being taken into account. EFFECT: simplified and reliable construction providing optimal sloping land irrigation mode, reduced power consumption, and reduced production costs due to absence of fine water purifying procedures. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение при капельном орошении многолетних склоновых плантаций садовых культур и виноградников. The invention relates to the field of agriculture and may find application in drip irrigation of perennial slope plantations of horticultural crops and vineyards.

Известна увлажняющая система для капельно-инъекционного орошения многолетних растений, содержащая распределительные трубопроводы, капельные водовыпуски с инъекторами, сообщенными с гидрофобными водопроницаемыми экранами (авт.св. 1634184, кл. А 01 G 25/02, БИ 10, 1991 г.). Known moisturizing system for drip-injection irrigation of perennial plants, containing distribution pipelines, drip outlets with injectors connected with hydrophobic permeable screens (ed. St. 1634184, class A 01 G 25/02, BI 10, 1991).

Недостатком известной капельной системы является сложность конструкции и высокие требования к качеству воды, значительная энергоемкость создания рабочего напора. A disadvantage of the known drip system is the complexity of the design and high requirements for water quality, significant energy consumption to create a working head.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является конструкция оросительной сети для полива склоновых земель, включающая распределительный трубопровод и подключенные к нему через регуляторы расхода поливные трубопроводы, подвешенные с положительным уклоном на проволоке между вертикальными опорами, оборудованные перепускными устройствами в конце и снабженные воздуховыпускными отверстиями и водовыпусками капельной подачи (авт. св. SU 1304785, МКИ А 01 G 25/02, БИ 15, 1987 г.). Closest to the proposed device is the design of an irrigation network for irrigation of sloping lands, including a distribution pipe and irrigation pipelines connected to it via flow regulators, suspended with a positive slope on the wire between vertical supports, equipped with bypass devices at the end and equipped with air outlets and drip feed outlets (ed. St. SU 1304785, MKI A 01 G 25/02, BI 15, 1987).

Водовыпуски выполнены в виде камеры, охватывающей поливной трубопровод в местах расположения водовыпускного отверстия в трубопроводе. В нижней части камеры выполнено калиброванное отверстие. Благодаря безнапорному движению воды в трубопроводе, обеспечиваемому регулятором расхода и укладкой трубопровода с положительным уклоном, величина рабочего напора равняется высоте камеры (порядка 5-7 см). При таком незначительном напоре для подачи расхода 8-10 л/ч диаметр калиброванного отверстия составляет 2-3 мм. Это позволяет резко снизить требования к качеству очистки воды, а также производить подачу воды без дополнительных затрат энергии на создание рабочего напора в сети. Система работает за счет напора, создаваемого уклоном поля. Данная оросительная сеть принята в качестве прототипа. The water outlets are made in the form of a chamber covering the irrigation pipeline at the locations of the water outlet in the pipeline. A calibrated hole is made in the lower part of the chamber. Due to the non-pressure movement of water in the pipeline, provided by the flow regulator and laying of the pipeline with a positive slope, the working pressure is equal to the height of the chamber (about 5-7 cm). With such a small pressure for a flow rate of 8-10 l / h, the diameter of the calibrated hole is 2-3 mm. This allows you to sharply reduce the requirements for the quality of water treatment, as well as to supply water without additional energy costs to create a working head in the network. The system works due to the pressure created by the slope of the field. This irrigation network is adopted as a prototype.

Недостатком известной конструкции оросительной сети является ненадежность соединения водовыпусков с трубой поливного трубопровода, так как стандарт допускает отклонение наружного диаметра трубы в пределах нескольких десятых мм. При установке водовыпусков в обхват трубы возникают зазоры между отверстием в корпусе водовыпуска и трубой. При использовании крестовидных водовыпусков, соединяющих участки поливных трубопроводов, надежность сети снижается из-за большого числа стыковых соединений, что ведет к перерасходу воды и переувлажнению почвы. A disadvantage of the known design of the irrigation network is the unreliability of connecting the outlets to the pipe of the irrigation pipe, since the standard allows the deviation of the outer diameter of the pipe within a few tenths of a mm. When installing the outlets in the girth of the pipe, gaps arise between the hole in the body of the outlet and the pipe. When using cross-shaped outlets connecting sections of irrigation pipelines, the reliability of the network is reduced due to the large number of butt joints, which leads to an excessive consumption of water and waterlogging of the soil.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемая конструкция оросительной сети для полива склоновых земель, включающая распределительный трубопровод и подключенные к нему поливные трубопроводы, прикрепленные с положительным уклоном к линейному элементу, размещенному между вертикальными опорами, оборудованные регуляторами расхода в начале и перепускными устройствами в конце и имеющие воздуховыпускные и калиброванные водовыпускные отверстия, выполненные по длине трубопровода через заданный интервал, которая отличается тем, что снабжена к каждому поливному трубопроводу дополнительным линейным элементом, причем оба линейных элемента размещены между вертикальными опорами друг над другом в вертикальной плоскости с возможностью перемещения в этой плоскости, а поливные трубопроводы выполнены гибкими и снабжены фиксаторами, установленными возле воздуховыпускных и водовыпускных отверстий, при этом с помощью первых поливной трубопровод крепится к верхнему линейному элементу, а с помощью второго к нижнему. These disadvantages are eliminated by the proposed design of an irrigation network for irrigation of sloping lands, including a distribution pipe and irrigation pipes connected to it, attached with a positive slope to a linear element located between vertical supports, equipped with flow regulators at the beginning and bypass devices at the end and with air outlets and calibrated water outlets made along the length of the pipeline at a given interval, which differs in that it is provided with an additional linear element for each irrigation pipe, both linear elements being placed between vertical supports one above the other in a vertical plane with the possibility of movement in this plane, and the irrigation pipes are made flexible and equipped with clamps installed near the air outlet and water outlet openings, while using the first, the irrigation pipeline is attached to the upper linear element, and with the second to the bottom.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что предлагаемая конструкция оросительной сети позволяет создавать оптимальный режим орошения с учетом конкретных условий орошаемого участка - качества оросительной воды, рекомендованных поливных норм, водно-физических свойств почвы. При этом предлагаемая конструкция оросительной сети отличается простотой в монтаже и эксплуатации и высокой надежностью, поскольку практически не имеет соединений. Кроме того, благодаря безнапорному движению воды в трубопроводах не требует энергозатрат. The essence of the invention lies in the fact that the proposed design of the irrigation network allows you to create the optimal irrigation regime, taking into account the specific conditions of the irrigated area - the quality of irrigation water, recommended irrigation rates, water-physical properties of the soil. Moreover, the proposed design of the irrigation network is easy to install and operate and high reliability, since it has virtually no connections. In addition, due to the non-pressure movement of water in pipelines it does not require energy consumption.

Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг.1 дан общий вид оросительной сети для полива склоновых земель; а на фиг.2 - крупный план узла "А". The essence of the proposal is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a general view of an irrigation network for irrigation of sloping lands; and figure 2 is a close-up of the node "A".

Оросительная сеть для полива склоновых земель включает распределительный трубопровод 1, гибкие поливные трубопроводы 2, подключенные к нему через регуляторы расхода 3 и заканчивающиеся перепускными устройствами 4. В поливных трубопроводах через заданный интервал по их длине выполнены воздуховыпускные 5 и калиброванные (для капельного орошения) водовыпускные отверстия 6. Возле тех и других отверстий установлены фиксаторы 7 и 8 соответственно. Поливные трубопроводы 2 с помощью фиксаторов 7 и 8 подвешены между двумя линейными элементами 9 и 10, размещенными между вертикальными опорами 11 друг над другом в вертикальной плоскости с возможностью перемещения в этой плоскости, т.е. с возможностью регулирования расстояния между ними и от поверхности почвы. При этом фиксаторы 7 у воздуховыпускных отверстий 5 крепятся к верхнему линейному элементу 9, а фиксаторы 8 у водовыпускных отверстий 6 крепятся к нижнему линейному элементу 10. Таким образом гибкий поливной трубопровод 2 размещают между линейными элементами в виде синусоиды, нижние точки которой располагают над зоной распределения корневой системы орошаемых растений. The irrigation network for irrigation of sloping lands includes a distribution pipe 1, flexible irrigation pipes 2 connected to it through flow regulators 3 and ending with bypass devices 4. In irrigation pipelines, air outlets 5 and calibrated (for drip irrigation) water outlets are made at a specified interval along their length 6. Near those and other holes are installed clamps 7 and 8, respectively. Irrigation pipelines 2 with the help of clamps 7 and 8 are suspended between two linear elements 9 and 10 located between the vertical supports 11 on top of each other in a vertical plane with the possibility of movement in this plane, i.e. with the ability to control the distance between them and from the soil surface. In this case, the latches 7 at the air outlets 5 are attached to the upper linear element 9, and the latches 8 at the water outlets 6 are attached to the lower linear element 10. Thus, the flexible irrigation pipe 2 is placed between the linear elements in the form of a sinusoid, the lower points of which are located above the distribution zone root system of irrigated plants.

Все необходимые параметры конструкции поливного трубопровода могут назначаться при монтаже оросительной сети с учетом конкретных условий орошаемого участка, а именно - качества оросительной воды, рекомендованных поливных норм, водно-физических свойств почв. Например, при высокой мутности оросительной воды целесообразно располагать линейные элементы 9 и 10 на минимально допустимом расстоянии друг от друга и крепить к ним трубопровод 2 с минимальным расстоянием по высоте между воздуховыпускным отверстием 5 и водовыпускным отверстием 6. Это позволяет благодаря уменьшению величины напора над отверстиями 6 увеличить их диаметр, снизив опасность засорения. При слабой водопроницаемости и низкой мутности воды может быть уменьшен диаметр отверстия 6. Таким образом, на стадии монтажа сети можно установить наиболее оптимальные параметры поливного трубопровода 2. Отверстия 6 могут быть выполнены с помощью специального набора калиброванных пробойников после закрепления поливного трубопровода 2 к линейным элементам 9 и 10, одновременно выполняют и воздуховыпускные отверстия 5. All necessary design parameters of the irrigation pipeline can be assigned during the installation of the irrigation network, taking into account the specific conditions of the irrigated area, namely, the quality of irrigation water, the recommended irrigation norms, and the water-physical properties of soils. For example, with high turbidity of irrigation water, it is advisable to place the linear elements 9 and 10 at the minimum permissible distance from each other and fasten the pipeline 2 to them with a minimum height distance between the air outlet 5 and the water outlet 6. This allows due to a decrease in the pressure over the openings 6 increase their diameter, reducing the risk of clogging. With poor water permeability and low turbidity of the water, the diameter of the hole 6 can be reduced. Thus, at the stage of installation of the network, the most optimal parameters of the irrigation pipe 2 can be set. Holes 6 can be made using a special set of calibrated punches after fixing the irrigation pipe 2 to the linear elements 9 and 10, at the same time perform the air outlet 5.

Работа оросительной сети осуществляется в следующей последовательности. При монтаже оросительной сети, исходя из водно-физических свойств почвы и степени очистки воды, определяют допустимый расход воды через водовыпускные отверстия, их диаметр и необходимый рабочий напор. Например, для отверстия диаметром 1,5-2 мм, используемого при поливе водой с мутностью до 1 г/л, расход воды в зависимости от водопроницаемости почвы варьируется от 3 л/ч на тяжелых почвах до 20 л/ч на легких почвах. Напор, необходимый для подачи этих расходов через отверстия 1,5 мм, равен соответственно от 5 до 25 см. Исходя из расчетного расхода на опорах 11 закрепляют линейные элементы 9 и 10 друг над другом с расстоянием, обеспечивающим создание заданного напора. А между ними размещают поливные трубопроводы в виде "синусоиды". После монтажа сети с помощью регуляторов расхода 3 устанавливают расход, при котором вода в верхней части поливного трубопровода 2 не изливается через воздуховыпускные отверстия 5, т.е. трубопровод 2 работает неполным сечением. Регулируя выход воды через перепускные устройства 4, добиваются равномерности расхода из водовыпускных отверстий 6. В процессе заполнения трубопроводов 2 водой происходит последовательное "включение" водовыпускных отверстий 6 по всей длине поливного трубопровода 2. При перетекании воды от верхней точки "синусоиды" вниз к водовыпускному отверстию 6 и заполнении водой этого участка трубопровода над калиброванным отверстием 8 создается напор, равный расстоянию между линейными элементами 9 и 10, под действием которого вода через отверстия 6 вытекает на поверхность почвы в зону орошения. Избыток воды стекает через перепускное отверстие 4 и водоотводящий трубопровод или в короткую поливную борозду. The operation of the irrigation network is carried out in the following sequence. When installing an irrigation network, based on the water-physical properties of the soil and the degree of water purification, the permissible flow rate of water through the water outlet, their diameter and the necessary working pressure are determined. For example, for a hole with a diameter of 1.5-2 mm used for irrigation with water with a turbidity of up to 1 g / l, the water flow rate, depending on the water permeability of the soil, varies from 3 l / h in heavy soils to 20 l / h in light soils. The pressure required to supply these costs through the openings of 1.5 mm is respectively from 5 to 25 cm. Based on the estimated flow rate, the linear elements 9 and 10 are fixed on the supports 11 above each other with a distance that ensures the creation of a given pressure. And between them place irrigation pipelines in the form of a "sinusoid". After the installation of the network with the help of flow regulators 3, a flow is established at which water in the upper part of the irrigation pipe 2 does not pour out through the air outlet 5, i.e. pipeline 2 operates with an incomplete cross-section. By regulating the outlet of water through the bypass devices 4, they achieve uniformity of flow from the water outlets 6. During filling of the pipelines 2 with water, the water outlets 6 are sequentially “turned on” along the entire length of the irrigation pipe 2. When water flows from the top point of the “sinusoid” down to the water outlet 6 and filling this section of the pipeline with water above the calibrated hole 8 creates a pressure equal to the distance between the linear elements 9 and 10, under the action of which water through the holes 6 ekaet on the surface of the soil in the irrigation zone. Excess water flows through the bypass hole 4 and the drain pipe or into a short irrigation furrow.

Если линейные элементы расположены параллельно друг другу, то разница напора по длине трубопровода 2 в связи с уменьшением заполнения трубопровода по мере расходования воды по его длине не превышает 15 мм, но и эту разницу можно исключить, увеличив на концевом участке трубопровода 2 расстояние между линейными элементами 9 и 10 на величину уменьшения заполнения трубопровода 2. If the linear elements are parallel to each other, the pressure difference along the length of the pipeline 2 due to the decrease in filling of the pipeline as water is consumed along its length does not exceed 15 mm, but this difference can be eliminated by increasing the distance between the linear elements at the end section of the pipeline 2 9 and 10 by the amount of decrease in filling of the pipeline 2.

Таким образом, предлагаемая конструкция оросительной сети позволяет осуществлять полив склоновых земель в низконапорном режиме без дополнительных энергозатрат, не требует тонкой очистки воды и при простоте и надежности конструкции позволяет создавать оптимальный режим орошения склоновых земель с учетом конкретных условий орошаемого участка. Thus, the proposed design of the irrigation network allows irrigating sloping lands in a low pressure mode without additional energy consumption, does not require fine water purification, and with the simplicity and reliability of the design allows creating the optimal irrigation regime for sloping lands, taking into account the specific conditions of the irrigated area.

Claims

An irrigation network for irrigation of sloping lands, including a distribution pipe and irrigation pipes connected to it, attached with a positive slope to a linear element located between vertical supports, equipped with flow regulators at the beginning and bypass devices at the end and having air outlet and calibrated water outlet openings made according to the length of the pipeline at a predetermined interval, characterized in that the network to each irrigation pipeline is equipped with an additional linear an element, and both linear elements are placed between vertical supports one above the other in a vertical plane with the possibility of movement in this plane, and the irrigation pipelines are flexible and equipped with clamps installed near the air outlet and water outlet holes, while using the first irrigation pipe is attached to the upper linear element, and with the help of the second - to the bottom.