Лекція 10. Автоматизація зрошення

Окрім систем поливу з трубопроводів широко використовуються системи з відкритою зрошувальною мережею поливу по борознах зі зрошувальних лотків. На рис. 10.4, а показано схему зрошувальної мережі, а на рис. 10.4,б – технологічну схему розподілу води з поливного лотка в борозни.

Система працює в такий спосіб. З внутрішньогосподарського каналу 1 через регулятори витрати FC, уставками яких задається поливна норма, вода подається в поливні лотки 2. Регулятори рівня LC служать для регулювання витрати під час поливу. Після включення поливного лотка регулятором витрати FС вступає в дію перший найближчий регулятор рівня, що підтримує підвищений рівень у першому б'єфі і, як наслідок, подачу більшої витрати води через водовипуски в борозни. Після зменшують уставку першому регулятору, внаслідок чого рівень води в секції падає і вступає в дію наступний регулятор. В усталеному режимі в другий б'єф подається максимальна витрата, а через водовипускні отвори першої секції лотка із-за зниження рівня подаваної води витрата зменшується. В результаті відбувається дозволоження борозен  першої секції, а зволоження борозен другої секції відбувається при максимальній витраті. Наступні секції включаються в роботу в такій же послідовності. При використанні гідравлічних регуляторів їх установки змінює оператор. Він же контролює і тривалість поливу. При використанні гідравлічних регуляторів з дистанційним керуванням процес поливу можна автоматизувати на базі мікропроцесора за описаною вище технологією.

З одного поливного лотка при доброму плануванні полів можна зрошувати до 35...40 га. 

 

Рис. 10.4. Схема зрошення по борознах з поливних лотків.

Особливим видом поверхневого поливу є зрошення рисових чеків, що, як правило, тривалий час знаходяться у затопленому стані. Керування зрошенням таких систем в основному зводиться до підтримки необхідного рівня води в затоплених рисових чеках. Вода в чеки подається через трубчасті водовипуски, обладнані гідравлічними регуляторами рівня, що забезпечують підтримку заданого рівня з точністю ±10 мм, що відповідає технологічним вимогам.

На рисових системах, розташованих у зонах, де можливі значні опади, обов’язково встановлюють пристрої для автоматичного відводу надлишкових вод. Для цього застосовують зливальні споруди зі зливальними порогами, або гідравлічні регулятори сифонного типу. В результаті при досягненні гранично припустимого високого рівня води в чеку починається її скидання.

Автоматизація зрошення рисових чеків, які розташовані в зоні з підвищеною засоленістю і високими літніми температурами, вимагає контролю сольового складу води і температури. Для цього, крім автоматичних регуляторів водоподачі встановлюють і гідравлічні регулятори водовідведення води із чеків, які керуються сигналами солемірів і давачів температури. В якості таких регуляторів можна використати мембранні регулятори з дистанційним керуванням. 

В наслідок тривалого випаровування вміст солі у воді досягне граничного значення, тоді від солеміра поступає сигнал на відкриття регулятора водовідведення. При цьому рівень води в чеку знижується, що призводить до збільшення подачі води регулятором водоподачі. Свіжа вода розчиняє сіль і її концентрація зменшується. Такий процес подачі і скиду води продовжується доти, доки концентрація солі не знизиться до нормального рівня. Після цього солемір подає сигнал на закриття регулятора водовідведення, і регулятор водоподачі стабілізує встановлений раніше рівень води в чеку.

Аналогічно відбувається і процес зниження температури води в чеку у тому випадку, коли вона нагрівається до граничнодопустимого значення. Тільки сигнали керування регулятору водовідведення посилає давач температури.

 

При краплинному зрошенні вода під невеликим тиском (0,03...0,28 МПа) подається по розгалуженій мережі розташованих над поверхнею поля або в ґрунті пластмасових труб невеликого діаметра через приєднані до них крапельниці до коренів рослин малими дозами. У порівнянні з традиційними методами краплинне зрошення дозволяє ефективно використовувати поливну воду, знижуючи до мінімуму непродуктивні втрати на випаровування і глибинну фільтрацію, що особливо важливо для районів з обмеженими запасами водних ресурсів. Краплинне зрошення використовують на будь-якому рельєфі місцевості. Найчастіше його використовують для поливу садів і виноградників.

Керування системою краплинного зрошення зводиться, в основному, до забезпечення необхідної послідовності зволоження окремих ділянок, тривалості їх зрошення, що при сталому тиску у зволожувальних трубопроводах визначає норму поливу і забезпечує рівномірність зрошення всієї площі поля.

Розрізняють пасивне й активне керування. Пасивне полягає в регулюванні крапельниць для того, щоб забезпечити рівномірну витрату води через них незалежно від їх розташування по довжині трубопроводу, а також рельєфу місцевості. Активне керування здійснюється в процесі роботи системи. Воно забезпечує черговість і тривалість зрошення окремих ділянок з метою підтримки необхідної вологості ґрунту. Існують системи програмного керування і системи автоматичного керування зі зворотними зв'язками за вологістю ґрунту та збурюючими факторами – температурою і вологістю приземного повітря, випаровуванням тощо.

На рис. 10.5 представлена схема системи програмного керування краплинним зрошенням. Зрошувана площа ділиться на окремі ділянки (модулі). Зволожувальна трубопровідна мережа ЗМ кожної ділянки з’єднується з магістральним трубопроводом МТ електромагнітними клапанами ЕК1–ЕК4. Вода в магістральний трубопровід подається через фільтр Ф і клапан ЕКМ від помпової станції ПС. Програма керування помповою станцією і клапанами задається мікроконтролером МК. Програму керування, що задає черговість і тривалість зрошення окремих модулів, складають на добу або більш тривалий час за даними біокліматичних спостережень. Система реалізується електричними засобами. Вода у зрошувальні трубопроводи модулів подасться через клапани з електромагнітним приводом, яким керує мікропроцесор