Лекція 10. Автоматизація зрошення

Подальшим удосконалюванням керування стаціонарними дощувальними системами за заданою програмою є введення зворотного зв'язку за вологістю ґрунту. З цією метою на контрольній ділянці встановлюють давач вологості ґрунту з електричним аналоговим виходом. При зниженні вологості ґрунту до нижньої межі формується сигнал який включає в роботу програмний пристрій керування дощувальною системою. Виконується один цикл зрошення заданої тривалості. Якщо в результаті поливу вологість ґрунту досягла встановленого значення, то наступне включення системи зрошення не відбувається. Коли вологість ґрунту не досягне встановленого значення, то формується наступний імпульс, тривалість якого пропорційна різниці між встановленим і фактичним значеннями вологості. Як давачі вологості використовують тензіометри або ємнісні вологоміри з аналоговими виходами.

Розроблена також система керування зрошенням із пристроєм, що враховує сумарну сонячну радіацію за визначений проміжок часу. Алгоритм керування ґрунтується на залежності між потребою сільськогосподарських культур у воді і сонячною радіацією.

На рис. 10.10 наведена блок-схема такого пристрою. Сонячна радіація сприймається напівпровідниковим фотоелементом ФЕ, який через перетворювач П живить формувач імпульсів ФІ. Робота формувача імпульсів заснована на інтегруючій властивості конденсатора. При досягненні встановленої напруги на конденсаторі відбувається його розряд і формування імпульсу, який подається на лічильник імпульсів СІ. З деякою затримкою з лічильника надходить сигнал на повну розрядку конденсатора і його підготовку для наступної зарядки. Після визначеної кількості імпульсів лічильник З подає команду на програмний пристрій ПП керування дощувальною системою ДС. Здійснюється один цикл зрошення з установленою нормою поливу. Подальше включення програмного пристрою відбувається тільки після надходження наступної команди з лічильника імпульсів. Однак така система не враховує опадів, що є істотним її недоліком. Цей недолік можна усунути за допомогою вологоміра, який може коригувати норму зрошення.

Поряд з дощувальними апаратами безперервної дії на стаціонарних системах застосовують апарати імпульсної колової дії. Вони з визначеним інтервалом «вистрілюють» порцію води і після повороту на заданий кут імпульс повторюється. Імпульсне дощування створює сприятливий для розвитку рослин мікроклімат у приземному шарі повітря. Його використовують при зрошенні садів, виноградників та овочевих культур.

Автоматизація систем імпульсного дощування ґрунтується на тих же принципах, що і стаціонарних систем з дощувальними апаратами безперервної дії.

Серед апаратів імпульсного дощування відомий апарат «АЇДА» (рис. 10.11). Він складається з бака 1, який через вентиль 11 з’єднаний з напірним трубопроводом. Через трубу 2 бак також з'єднаний з робочою камерою 10 механізму формування поливного імпульсу, основна частина якого – диференціальний клапан, складається з поршня 5, запірної тарілки закриття ствола 6, з'єднаної жорстко з поршнем штоком. Ліворуч від поршня 5 знаходиться «сухий» відсік механізму формування імпульсу. У ньому розташований направляючий шток 3 з поворотною пружиною 4 притиснення запірної тарілки 6 до сідла 7.

Апарат працює в такий спосіб. При надходженні води в напірний бак тиск у ньому поступово зростає і через трубу 2 передається в робочу камеру 10, впливаючи на поршень 5 і запірну тарілку 6. Оскільки діаметр поршня більше діаметра тарілки, то під дією різниці сил долається опір пружини 4, тарілка відходить від сідла і вода поступає у ствол апарата. При цьому сили тиску води впливають на запірну тарілку з двох сторін і взаємно зрівноважуються, а поршень під дією сили тиску, долаючи протидію пружини 4, разом з направляючим штоком 3 і запірною тарілкою переміщується вліво – униз. Відбувається повне відкриття вхідного отвору і вода спрямовується в ствол. Одночасно через тягу 8 переміщення передається на розсікач струменя 9, який повністю відкриває вихід стовбура, і видається поливний імпульс. У результаті витрати води з бака, який не заповнюється подачею через вентиль 11, тиск на поршень поступово зменшується. Запірна тарілка, переміщуючись вправо – вверх, прикриває подачу води в ствол. Одночасно розсікач прикриває вихід ствола і відбувається дроблення струменя. Дальність її польоту зменшується і здійснюється полив площі, розташованої ближче до місця установки апарата. В міру подальшого зниження тиску тарілка наближається до сідла і згодом подача води в ствол 

 

Рис. 10.11. Схема імпульсного дощувального апарата «АЇДА».

припиняється цілком. Знову відбувається наповнення напірного бака і цикл повторюється.

Рух штока 3 використовується і для повороту ствола дощувального апарата на заданий кут, забезпечуючи круговий полив. Механізм повороту на рис. 10.11 не показано.

Тривалість імпульсу поливу 3...5 с, паузи – 6...12 с. Регулюється вона вентелем 11 і заміною насадки на стволі апарата. Дальність польоту струменя при тиску води 0,6 МПа складає близько 25 м.

 

Напівстаціонарні дощувальні системи побудовані на базі використання широкозахватної дощувальної техніки зі стаціонарною мережею водоподачі і розраховані на зрошення порівняно великих площ. Вони дозволяють ефективно використовувати поливну воду, скоротити довжину зрошувальної мережі, підвищити коефіцієнт використання зрошуваних земель.

Найпростішою широкозахватною дощувальною машиною є пересувний колісний трубопровід ДКШ-64 «Волжанка» зі шириною одного крила у 400 м. Фронтальне переміщення здійснює привод від двигуна внутрішнього згоряння. Машина призначена для зрошення багаторічних трав, овочевих культур, пасовищ тощо, коли висота вирощуваних культур у період вегетації не перевищує 1,5 м. Автоматизація керування цією машиною