книги из ГПНТБ / Механизация и автоматизация оросительных систем и технология орошения сельскохозяйственных культур сборник научных статей гидромелиоративного факультета
..pdfМИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР
Киргизский сельскохозяйственный институт им. Скрябина К. И.
МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
И ТЕХНОЛОГИЯ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ К У Л Ь Т У Р
ФРУНЗЕ - 1974
Гос. пу-Зличмв*
научно-тохкпчвсмм
библиотэня с Сof*
ЭКЗЕМПЛЯР
ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА
^ ? 7
Ж
51889
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Главный редактор — профессор Алдашсв А. А., ответст венный редактор — профессор Бочкарев Я. В., зам. редакто ра — доцент Степаненко П. С., секретарь — ст. преподаватель Лопатин А. С„ члены редколлегии: канд. техн. наук Соко лов В. А., ст. преподаватель Рудаков И. К.
Киргизский сельскохозяйственный институт, 1974
ПРИНЦИПЫ И СХЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ НИЗОВОГО ЗВЕНА РИСОВЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Доктор технических наук, профессор Я. В. БОЧКАРЕВ
В комплексе продуктов питания человечества ведущее по ложение занимает рис. Достаточно сказать, что рис служит основным продуктом питания более чем половины населения земного шара. Рис в отличие от других сельскохозяйственных культур успешно развивается в различной экологической об становке. Все это обусловило все возрастающие темпы разви тия рисосеяния. В нашей стране наибольшее распространение рисосеяние получило на Кубани. Увеличивающиеся темпы рисосеяния, Все возрастающие потребности в этой удивитель ной культуре ставят в число первостепенных вопросов техни ческое совершенствование рисовых оросительных систем, внедрение технического прогресса. Одним из главных направ лений в решении этих задач является автоматизация произ водственных процессов.Учитывая обширность проблемы и первостепенную важность решения задачи процессов в звене системы, где непосредственно получают урожай, необходимо прежде всего решить вопросы комплексной автоматизации низового звена рисовых оросительных систем. При этом са мым первостепенным является разработка принципов, спосо бов и схем, определение объемов комплексной автоматизации, являющихся технологическим заданием для решения техниче ских вопросов. При этом следует иметь в виду, что от того, насколько правильно будут решены вопросы технологии, в прямой зависимости находится результат автоматизации.
Нами, на основе обобщения характеристик рисовых оро сительных систем страны, технологии их работы, обобщения достижений науки и техники в области автоматизации с уче том перспективы развития рисовых оросительных систем и комплексной автоматизации, сделана попытка сформулиро вать основные принципы, предложить способы, дать схемы, определить объемы и необходимые технические средства для
3
комплексно!! автоматизации водораспределснпя в низовом звене рисовых оросительных систем.
Все рисовые оросительные системы страны можно разде лить на четыре зоны по особенностям, которые необходимо учитывать при автоматизации:
1. Рисовые оросительные системы Кубани.
Отличительная особенность этих систем — малые общие уклоны, практическое отсутствие щелочных земель, спокойный общий рельеф. Здесь наиболее благоприятные условия для строительства инженерных рисовых систем с комплексной, а в перспективе и полной автоматизацией. Разработанный на Кубани тип рисовой системы послужил образцом для районов, где рисосеяние получило широкое развитие в более поздние сроки. Здесь родились так называемые карта Краснодарского тина, карта с широким фронтом залива и др.
2. Рисовые оросительные системы Дальнего Востока. Отличительной особенностью этих систем является затруд
ненный дренаж вследствие наличия тяжелых почв, обилие осадков, что приводит к необходимости отводить избыточные воды во время вегетации.
3. Рисовые оросительнные системы на подовых землях. Отличительной особенностью этих систем является распо
ложение их в условиях плывуна, неблагоприятные условия для дренажа.
4. Рисовые оросительные системы Средней Азии и Казах стана, располагающиеся в аридной зоне, отличающейся повы шенными запасами солей в почве, высокими температурами, высокой фильтрацией почв. Здесь наиболее тяжелые условия для автоматизации.
Для выделенных четырех характерных зон нами и сделана попытка решить поставленные в работе вопросы. В основу положен применяемый на системах способ орошения — полив затоплением. Автоматизация полива строится на принципе поддержания заданного слоя воды в чеке по заданной вре менной программе. При этом на системах аридной зоны регу лируются три параметра: слой, солевой состав и температура воды. Последние два параметра контролируются на предель ных уровнях, по достижении которых средства автоматизации должны обеспечивать сброс воды в чеке и заполнение его свежей.
Конструкции оросительных систем в основном открытые (открытые каналы), но с учетом перехода постепенно на за крытые системы. Для подовых земель уже сейчас наиболее
4
целесообразными на наш взгляд являются закрытые системы. Способ автоматизации принят по уровню как наиболее простой из имеющихся. В зависимости от рельефа, конструк тивных особенностей системы автоматизация решается по
уровню верхнего, нижнего бьефов или перепада уровней.
С целью замкнуть процесс производства, автоматизация водораспределения должна решаться в комплексе с автомати зацией сброса с учетом возможности повторного использова ния (в случае необходимости) сбросных вод.
Для реализации изложенных принципов предлагаются следующие схемы комплексной автоматизации водораспреде ления в низовом звене рисовых оросительных систем.
1. СИСТЕМЫ КУБАНИ. На системах Кубани (Красно дарский край) получили распространение карты-чеки, полу чившие название «Краснодарские», имеющие значительные площади. По расположению отметок карт, подвешенных под один ороситель,'можно выделить два типа низового звена рисовых систем: с различным расположением отметок, т. е. когда по общему уклону оросителя отметка последующей карты-чека может быть выше или ниже предстоящей; с мо нотонным изменением (в одном, с уклоном оросителя, направ лении) отметок земли поверхности чека. Заметим при этом, что аналогичное подразделение приемлемо и для других зон страны. Эта особенность позволяет применить различные схе мы автоматизации. Наконец, в последнее время начинают получать распространение (на Кубани, Дальнем Востоке и др.) карты широкого фронта залива, которые позволяют более просто и при этом с помощью механизмов решить зада чу полива сопутствующих культур.
Автоматизация водораспределения в низовом звене на этих системах может решаться различно.
Первая схема (рис. 1). Картовый ороситель (КО) и сброс ной канал (СК) выполняются с нулевым уклоном. На выпу сках из КО в карты-чеки (КЧ) и из КО в СК устанавливаются автоматы постоянного перепада уровней Z.
В голове нартового оросителя устанавливается авторегу лятор уровня нижнего бьефа, а в конце сбросного канала— авторегулятор уровня верхнего бьефа. Управление процессом полива сводится к изменению уставок авторегуляторов в го лове КО и в конце СК-
Отметки уровней воды в чеках устанавливаются автома тически посредством авторегуляторов постоянного перепада уровней. Так, насколько изменится уровень в КО и одновре-
ПРИНЦИПИАЛЬЙАЯ СХЕМА
хоппьаксной автоматизации Водораспределение В ниЗоВон iSene рисоВых оросительных систем Ярдани
|
|
V77777777I'7Т777УТ7 |
ty}7/>) |
|
ко |
нартовый |
ороситель; |
— N авторегулятор |
постоянного |
ск |
сбросной |
канал; |
перепада уровней; |
|
чв — чековый валик; |
— о авторегулятор уровня нижн. |
|||
|
— I |
авторегулятор |
бьефа; |
|
|
уровня верхнего бьефа |
|
Рис, 1.
6
С Х Е М А .
автомат изации ёодораспреёеления ё мизпёом зёеме рисоёъ/х ороситель ных систем по постоянному в ё <артоёам оросителе
Рис. 2.
Менно в СК, настолько Изменятся и уровни в КЧ. Устройство КО с нулевым уклоном с оснащением выпусков КЧ авторегу ляторами постоянного Z и головного выпуска в КЧ авторегу лятором нижнего бьефа предложено СоюзНИИРисом и Кубаньгипроводхозом. Применение изложенной схемы позволит сократить объем автоматизации и главное — объем управле ния (последний в несколько раз) по сравнению с используе мыми в настоящее время схемами, когда каждый чек осна щается автоматом с индивидуальным управлением.
Вторая схема (рис. 2). Применима в местах, где картычеки имеют однонаправленное падение отметок, т. е. отметок земли последующего (по направлению уклона орошения) чека ниже предыдущего. По этой схеме (рис. 2) картовый ороситель (КО) и сбросной канал (СК) выполняются по среднему уклону обслуживаемой группы чеков. На границах чеков в КО и СК устанавливаются авторегуляторы постоян ного перепада уровня. Выпуск в КО и сброс из СК автомати зируется аналогично первой схемы. Водовыпуски в чеки из КО и Сбросы из чеков с СК выполняются в виде труб. Вода из КО в чеки и из чеков в СК движется по закону сообщаю щихся сосудов. Управление процессом полива осуществляет ся по аналогии с первой схемой.
Заметим при этом, что по местным условиям иногда не представляется возможным или не целесообразно заменять подачу и сброс группы чеков. В этих случаях на-сбросе мож но устанавливать авторегуляторы или стабилизаторы уровня верхнего бьефа.
В условиях Краснодарского края, па Дальнем Востоке получило распространение совмещение оросителя со сбросом и карт широкого фронта залива. Автоматизация зодораспределения здесь осуществляется по схеме 3. Принципиальные схемы автоматизации водораспределения в низовом звене по казаны на рис. 3. На рисунке 3-а показана схема автоматиза ции, когда устраивается ороситель-сброс. Применение этой схемы возможно в местах, аналогичных рассмотренным в схеме 2.
Автоматизация водораспределения на картах широкого фронта залива показана на рис. З-б. На схемах показаны типы и места расположения средств автоматизации. По сооб ражениям объема, а также, учитывая подробное рассмотре ние принципов автоматизации на примере первых двух схем, изложение этих вопросов по схеме 3 и последующим схемам не рассматриваем.
8 .1
С Х Е М А
ГР - г р у п п о в о й о р о с и т е л ь .
ОС - ороситель - сброскос - картовый оросит ель - сброс? Ск - сбросной канал}
г |
авт орегулят ор |
уробпя нинснело вьедза |
г |
авт орегулят ор |
пост оянного 2 , |
г • авт орегулят ор уровня верхнего б&еурся, <4 - валики чеков
Рис. 3