Дождевание

Дождевание, одни из видов искусственного орошения земельных угодий. При нем вода распределяется по орошаемой площади закрытым трубопроводом под напором, а затем поступает в особые приборы для разбрызгивания над растениями в виде дождя. Д. требует высоких эксплуатон-ных расходов, сложного технического оборудования и ухода; поэтому оно применяется для орошения наиболее дорогих культур в механизированных хозяйствах. Дождевание применимо в районах неустойчивого увлажнения, в отдельные засушливые периоды в течение года или в отдельные годы. Д. имеет следующие достоинства: 1) при Д. расходуются меньшие количества оросительной воды (15—40 миллиметров за одни полив); 2) благодаря меньшему поступлению воды в почву явления заболачивания и засоления почвы, а также ухудшение ее физич. свойств (уплотнение) не так опасны, как при обычном орошении; по той же причине получаются в почве более нормальные со отношения между содержанием влаги, воздуха и питательных веществ; 3) не требуется устройства мельчайшей регулирующей сети и планировки полей; 4) сбросная и дренажная сеть м. б. развиты слабее, а иногда н вовсе отсутствовать; 5) можно более точно дозировать количество даваемой растениям воды; 6)увлажняется но только почва, но и окружающий растения воздух, в связи с чем можно ожидать некоторого уменьшения транспирации влаги. К недостаткам дождевания, кроме указанных уже дороговизны эксплуатации и сложности установки, делающих этот способ мало доступным, относятся необходимость высокого давления в трубах, дороговизна трубопровода (до 65% всей стоимости), несовершенство аппаратуры (к-рая, впрочем, в последние годы совершенствуется) и малая пригодность для нек-рых культур и почв. При Д. происходят значительные потери воды относом ее ветром, оседанием на листьях растений и испарением. Д. применимо на разных почвах, но наиболее оно пригодно для нетяжелых, но достаточно влагоемких (суглинистых и богатых органическими веществами) почв. Легкие песчаные почвы, быстро пропускающие воду, невыгодно дождевать в условиях сухого климата, так как в этом случае требуются большие количества воды; Д. на легких почвах оказывается успешным лишь при большом количестве осадков (свыше 600 миллиметров в год), например, во многих районах Западной Европы и, в частности, Германии. Практическое применение Д. находит пока в Германии и в С. Ш. А.

Установка для Д. состоит из: 1) двигателя, 2) насоса высокого давления, 3) нагнетательных проводящих труб с арматурой и 4) приборов, разбрызгивающих воду.

Из двигателей для Д. применяются двигатели внутреннего сгорания, паровые машины и электромоторы. Двигатели должны быть приспособлены к переменной нагрузке, которая резко колеблется в зависимости от удаленности поливаемого участка, от места установки двигателя. Ветряные двигатели не применяются вследствие их недостаточной и, главное, непостоянной мощности, не дающей напора надлежащей величины и равномерности. Потребность в мощности на 1 га составляет от 0,2 до 0,4 №. Мощность двигателя для одной установки колеблется в среднем от 15 до 40 №.

Насосы ставят обычно центробежные, могущие нагнетать воду непосредственно в проводящие трубы. Их не приходится останавливать во время перестановки оросительных приборов. Насосы должны быть высокого давления, так как далее в устройствах средних размеров требуется напор около 5—6 atm: это обусловлено тем, что

1) потери напора в трубопроводе велики,

2) для распыления струи вода должна поступать в приборы под высоким давлением.

Система нагнетательных труб разделяется на главную и распределительную сети. Трубы в виду высокого давления должен быть железные или чугунные (диаметром 10— 20 см). Главная сеть труб, проводящая воду от насоса к орошаемым угодьям, обычно укладывается под землей и состоит из чугунных водопроводных труб с муфтами или фланцами. Распределительная сеть, разводящая воду по орошаемым полям, делается или в виде неподвижной постоянной сети, состоящей из труб с муфтами, или чаще—из переносных тонкостенных железных труб с фланцами и приспособлениями для легкого и быстрого соединения отдельных звеньев этих труб между собою. Постоянная система труб стоит дороже (больше труб), но зато эксплуатя ее легче; переносная же система дешевле и легче приспособляется к неровностям рельефа, но перекладка, сборка н разборка труб обходятся около •1—5 коп. па каждый п. м труб. Выбор той или иной системы зависит от местных условий и в частности от интенсивности дождевания: при интенсивном дождевании применяется неподвижная система; в противном случае — переносная. Система распределительных труб имеет следующие части:

1) соединительные тройники, или гидранты, для присоединения к трубам, боковым отводам и рукавам дождевых приборов;

2) задвижки на трубопроводе (через каждые 100—200 м) для возможности изолировать участки труб от напора воды; 3) спускные краны для опоражнивания труб от воды (например, на зиму).

Оросительные аппараты, получая воду из распределительного трубопровода под давлением, распыляют ее в виде дождя по орошаемому полю. В устройстве этих аппаратов и заключаются различия в системах Д. Существует свыше 20 систем разбрызгивающих аппаратов. В основе всех этих приборов лежит труба, в стенке которой на известных расстояниях сделаны отверстия, снабженные наконечниками, распыляющими проходящую через них под давлением воду.Эта труба соединяется гибким или жестким рукавом с распределительным трубопроводом. В одних системах эта труба помещается на колесах, образуя оросительную тележку, которая (в одиночку или в виде системы нескольких соединенных в ряд тележек) перемещается по полю, последовательно орошая полосу земли шириной 100 и более м вдоль распределительного «нолевого» трубопровода(пер-пендикуляря. к главному трубопроводу). В других системах Д. трубы, разбрызгивающие поду, помещаются на постоянных или переносных подставках на определенной высоте над орошаемой культурой. К первой группе систем Д. принадлежат оросительные системы Родаца, Гартмана, Щелковского, а из новейших—· Тромплера. Аппараты этих систем представляют собой оросительные тележки, соединяемые гибким рукавом с водопроводными трубами; при этом в системах Щелковского и Тромплера несколько тележек соединены гибкими рукавами по длине, так

Ж ; ia Ж Ш 1	Ьшй ин
Г.	--- - ^
ж
	_ - - nfi
	----
	- — · • -. - - &

Фигура 1.

что пода проходит через все тележки; сразу орошается полоса земли длиной до 200 и шириной до 7 метров в системах же Гартмана

Фигура 2.

и Родаца тележки работают индивидуально, орошая площадь в 200—400 м~, и потому их надо часто передвигать, прекращая во время передвижки пуск воды. Ко второй группе систем Д. принадлежат: 1) Немецкая, Лапнингера, и американская, где трубы помещаются над орошаемыми культурами на постоянных стойках, высотой 1—2 м, на расстоянии 18—20 метров друг от друга. Диаметр труб—20-г-эО см. Трубы имеют по длине отверстия, через которые вода бьет па 8—10.и в сторону, и могут поворачиваться вокруг своей оси, так что орошается полоса в 15— 20 .и вдоль ряда труб (фигура 1). 2) Новая система Краузе, в которой Д. производится трубами 40—57 миллиметров, укладываемыми па железных козлах на высоте ок. 0,85 .м; трубы имеют длину G м и соединяются очень быстро специально сконструированными гибкими

^Переставная труба ,Рукав

у. ,. ., --

Главный трубопровод Фигура 3.

муфтами. Каждая труба имеет на середине штуцер с вентилем и распылителем (дюзы), к-рый распыляет струю воды под углом 45° по кругу диаметром 0—8,5 метров Длина оросительных труб делается ок. 180 метров (30 звеньев); т. о. одновременно увлажняется полоса земли 180 · 6=1 080 м^г. Главный трубопровод этой системы состоит из труб с фланцами, диам. 51—80 миллиметров и длиной колен Gju. Эти трубы кладутся по земле на деревянных брусках. Черезкаждые 7—9 труб, то есть через 42—54 м, главный трубопровод имеет штуцеры, снабженные соединительным краном. При помощи этих кранов и соединительных труб к главному трубопроводу присоединяются оросительные трубы. Схематически устройство Д. по системе Краузе показано на: фигура 2—главный трубопровод; фигура 3—соединение труб с главным трубопроводом; фигура 4—главная соединительная муфта для сборки оросительных труб и фигура 5—расположение главных и оросительных труб в плане.

В системе Лапнингера, кроме постоянных устройств, применяются и перевозные дождеватели. Каждый отдельный прибор состоит из трубы, поддерживаемой двумя парами колес, которые м. б. поставлены и вдоль и поперек. Труба длиною до 30 метров поддерживается тяжелыми двуногими козлами. Наконечники в большом числе помещаются на трубе наклонно к ее оси так, что вода разбрызгивается под разными углами наклона полосою в 10—16 метров Отдельные приборы соеди-

пяются в длинную сплошную линяю дождевателей. Трубы соединяются гибкими муфтами, допускающими изгиб системы по пе-ровн. местности. Боковой трубопровод м.б. длиною 200—1 000 м, при длине главного нолевого трубопровода до δ 000 метров (фигура 0).

При конструировании дождевых аппаратов стремятся: 1) заменять дорогие и непрочные вые и резииов. рукава железными соединитель», трубами с гибкими муфтами, увеличивая расстояние между тройниками на главном трубопроводе; 2) заменять дождевальные тележки перекладными трубами с распылителями (или с вращающейся вокруг вертикальной оси деталыо)для полива вдоль ряда труб полосы земли шириной 15—20 .и в обе стороны.

Расчетные данные. По опытам проф. Крюгера в Германии, интенсивность Д. (слой дождя в миллиметров, падающего в 1 мин.) должна соответствовать проницаемости почвы: для легких почв она не должен быть больше 1,5 .«.и в мин. (то есть 1,5 л на 1 м²), а при тяжелых почвах—не больше 0,75 .«.и в мин. Поливная норма при Д. колеблется от 15 до 30 миллиметров и чаще всего—20 миллиметров за один полив; т. о., при интенсивности Д. в 1 миллиметров в мин. продолжительность орошения данной площади будет равна 20 минутам. И Америке в полузасушливых районах принято давать на 1 полив норму 12-г 25 м.м, а для засушливых 254-37 миллиметров на один полив, производя его в среднем раз в неделю (для садовых, ягодных и огородных культур).

Оросительные нормы, то есть расход воды за весь вегетационный период, по германским данным, таковы: для ржи 404-80 миллиметров за лето (поливы в мае); для овса—120 миллиметров (поливы с конца мая до половины июня); для овощей—200 .м.н (поливы с половины июля но сентябрь); для пропашных культур 150мм. По опытам Д. в СССР (па Тннгутинской оросительной станции и Безенчукской с.-х. станции) оросительные нормы колеблются от 60 до 120 миллиметров. Расход воды определяется следуют, обр. При интенсивности Д. 1,5 миллиметров в мин. и одновременно орошаемой площади 800 м- расход подачи в трубах должен быть равен 0,0015-800=1,2 м^г/мин, или 20 л/ск, а продолжительность полива каждого отдельного участка при поливной норме в 30 миллиметров бу-

дет равна - .-=20 минутам. В среднем за 10-часовой рабочий день может быть орошена площадь 1,54-4 га, причем необходимое число рабочих составляет от 2 до 5 человек. Модуль подачи воды на валовую единицу

орошаемой площади может быть исчислен по общему методу:

а · т

”^— ТбмГ· ιοί ’

где т—поливная норма (154-30 миллиметров), а—доля одновременно поливаемой площади от всей площади орошаемого участка, I—продолжительность поливного периода в сутках. Если принять т=30 миллиметров, то есть 300 м³на га, а=0,5, <=10 дням, то </=0,42 л/с к на га. Такое значение фиктивного среднего расхода на га принимает проф. Крюгер, то есть, иапр., для Д. площади в 50 га достаточна установка с расходом около 20 л/ск. В этом случае за 10 ч. работы подается ок. 720 м³воды. Зная количество воды, какое надо подавать в систему, высоту подъема воды, длину труб, кпд машин, можно подсчитать мощность двигателя и диаметр труб. Скорость в трубопроводе м. б. определена по ф-ле:

4 „ Гь d

^υ ~ Л у I к’

где h—потеря напора в трубопроводе, I— длина труб; d—диаметр труб, к—коэфф-т (при d =0,044-0,10 м, имеем /с =0,0038; при <<=0.125м. к =0,0030 и при <<=0,15м, fc==0,0025). Если расход в трубопроводе равен r.d’. _. 4Q

V, TO IP =

, откуда Λ · i Q d‘ ’

получат

T. e. потеря напора возрастает при уменьшении диам. труб пропорционально пятой степени его, а вместе с этим возрастает и потребная мощность двигателя, которая равна:

_L= <11 + h) Q ·γ

Ί&η

где II—полезная высота подъема воды, γ— удельный вес, а η—кпд установки. Вместе с этим растут и эксплуатонные расходы, а равно и стоимость двигателя. С другой стороны, значительно увеличивать диаметр труб нельзя по двум причинам: 1) удорожается капитальная стоимость, 2) трудно переносить трубы. По этим соображениям, даже при легких тонкостенных трубах, диам. их не делается больше 15 с.и. При таком диаметре труб и при скорости течения воды в трубах 1,0—1,5 м/ск (скорость не должен быть больше 2,0 м/ск) эти трубы способны пропускать 184-35 л/ск, то есть обслуживать площадь орошения от 70 до 100 га. При диам. труб в 12,5 сантиметров они пропускают 164-24 л/ск и могут обслуживать площадь 404-50 га. Надо выбирать такой диаметр труб, при котором эксплуатонные расходы были бы наименьшие.

По данным герм, заводов, стоимость оборудования Д. в настоящее время обходится 2004-280 марок на га, причем это·—минимальные цифры, взятые для сравнительно больших площадей (ок. 100 га) и при благоприятных условиях расположения источника воды по отношению к орошаемой площади. По данным фирмы Ланнипгер. стоимость оборудования дождевания составляет на 1 га, при площади орошения до 10 га, 3004-1 000 р.; до 20 га—2004-400 р.; до 30 га—1704-330 р.; до 50 га—1504-300 р. По америк. данным, капитальная стоимость Д. составляет в небольших установках около 1 220 руб. на га. Главную часть затрат составляет стоимость труб, и потому в удешевлении последних заключается условие удешевления Д. Что касается эксплоата-ционных расходов, то они слагаются: 1) из расходов иа погашение капитальных затрат, ремонт и % на капитал—эти расходы принимают в 13—15% от капитальных затрат; 2) из расходов собственно эксплуатон-ных, то есть на топливо, смазку, рабочую силу пт. д.,—эти расходы зависят от количества работы и цен на топливо и рабочие руки и в среднем составляют, по германским данным, 2—5 к. на каждый м³ воды; по америк. данным, эти расходы выше и составляют ок. 5—8 к. на каждый м³.

Увеличение урожая от Д. составляет, по опытам проф. Крюгера в Бромберге, на 1 га для картофеля (среднее за 10 лет, 1909—19 гг.) 7.0 т; для овса (среднее за 9 лет)—790 килограмм зерна и 940 килограмм соломы; для озимой ржи (среднее за 10 лет)—370 килограмм зерна и 830 килограмм соломы. По опытам Д. в Поволжья (1914—17 гг.), прибавка урожая составляла: для хлебов 7—46%; для люцерны 100— 180%; для картофеля 6—125%, в зависимости от климатич. условий года и времени поливов. В Америке, в виду дороговизны, Д. применяется только для ягод (клубника, земляника ипр.),фруктовых садов,табака,овощей; кроме того, Д. здесь большей частью соединяют с обычными способами орошения.

Лит.: Беляев II. И., Машинное орошение в Германии, СПБ, 1913; Одинокое Μ. Ф., К вопросу о машинном способе орошении в связи с опытом такого орошения на ферме Симбирского об-ва с. X. в 1914 г., Симбирск, 1915: Краткий отчет по Бе-зенчукской обл. с.-х. опытной станции за 1924/25 годах, Самара, 1925; Краткий отчет Костычевской с.-х. опытной станции за 1908 — 10 гг., Москва. 1912: Лагунов II. И., Орошение дождеванием, «Пзв. Науч,-мелнор. ин-та», Л., 1927, вып. 15: Шольц В. Д., Дождевые аппараты, там же; Krilger К., Die Feld-beregmmg, 2 Auflage, Berlin. 1928: Martin у 11. Die Feldberegnung in Mitteldeutschlancl, «Arbeiten d. Deutschen landwirtsch. Gesellscbalt», B. 1 927,11.357; Kruger K. «Mittellungen aus d. K.-Wilhelms-Inst. f. Landwirtschaft in Bromberg». Bromberg. 1909—13; "Die Technik in der Landwirtschaft», Berlin. 1920—27; «Kulturteclmiker», В., ab 1912. А. Костяков.