Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Лекція 4. Автоматизація осушувально-зволожувальних систем з трубчастим дренажем. Оптимальне за швидкістю керування водним режимом.

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
34
Мова: 
Українська
Оцінка: 

каналі ЗК закриті (рис.6). Після скиду паводкової води, що контролюють дистанційно або візуально, система переводиться в автоматичний режим роботи. Для цього попередньо всі споруди скиду перекриваються до відміток Нні, які відповідають нормам осушення відповідних полів. В цей час, зазвичай, рівень ґрунтових вод менше норми осушення і надлишкова вода через коробчаті затвори поступає в магістральний канал.

Процес зволоження шлюзуванням реалізує дискретна система автоматичного регулювання. На рис.7. наведена функціональна схема двостороннього регулювання рівня ґрунтових вод на керованому модулі осушувально-зволожувальної системи Поліської дослідної болотної станції.
 
Рис.7. функціональна схема двостороннього регулювання рівня ґрунтових вод.
 
Для отримання об’єктивної інформації про усереднений рівень ґрунтових вод на кожному полі, засіяному монокультурою, у трьох репрезентативних точках міжканальних смуг встановлюють поплавкові давачі з уніфікованими струмовими виходами 0...5 мА. Струми трьох давачів сумуються, осереднюються у вимірювальному пристрої ВП і передаються в мікроконтролер МК. Мікроконтролер перетворює неперервний сигнал (величину струму) в чотири дискретні, які відповідають чотирьом положенням поплавка у вимірювальних колодязях, як зображено на рис. 8,а.
Оскільки час підняття ґрунтових вод від відмітки zн до відмітки  (зона регулювання ∆z) в десятки разів більший за час наповнення каналів, то для запобігання їх переповнення передбачається допоміжне регулювання за рівнем води в провідному каналі ПК. Рівні води в ПК вимірюються давачем рівня ДР і в мікроконтролері перетворюються в п’ять дискретних сигналів, які відповідають п’яти рівням води, які зображені на рис.8,б.
 
Рис.8. Схеми розташування давачів рівня грунтових вод (а) 
і рівня води у каналі (б).
Робота системи автоматичного регулювання відбувається наступним чином. При зниженні рівня ґрунтових вод до усередненої відмітки zн, яка відповідає нижній межі вологості кореневмісного шару ґрунту, сигнал від вимірювального пристрою ВП порівнюється з попередньо записаним в пам’яті мікроконтролера МК рівнем грунтової води   і коли ці сигнали стануть рівними, на виході МК появляються два сигнали: один з них вмикає електропривод затвора водоподачі ЗВ, а другий – забороняє включення електропривода затвора стоку ЗС. Затвор ЗВ відкривається і канал наповнюються водою із зволожувального каналу ЗК.
Коли рівень води в каналі ПК підніметься до відмітки Нв, мікроконтролер, в пам’яті якого записані всі п’ять рівнів води, видає сигнал на закриття затвора водоподачі. Вода із мережі регулюючих каналів РК фільтрується у грунт (в зону грунтових вод ЗГВ), вологість в зоні аерації підвищується. В результаті рівень води в ПК поступово знижується, і коли він опуститься до відмітки Нн, то знозу формується сигнал на відкриття затвора водоподачі. Так продовжується до тих пір, поки рівень грунтових вод  не підніметься до відмітки zв, яка повинна відповідати оптимальній вологості в кореневмісному шарі грунту. Після цього МК виробляє сигнал на закриття затвора водоподачі.
Під дією сумарного випаровування рівень грунтових вод поступово знижується і коли він опуститься до відмітки zн,  цикл регулювання повторюється.
На рис.9 представлені криві зміни рівня грунтових вод  
 
Рис.9.  Крива зміни рівня грунтових вод і графік роботи затвора.
 
і графік роботи затвора водоподачі. Крива   виходить за межі регулювання  . Це викликано тим, що при   через транспортне запізнення   витрата води на випаровування зумовлює подальше зниження рівня ґрунтових вод. За час   рівні води у регулюючих каналах підвищуються, інтенсивність інфільтрації зростає і при   наступає рівновага між інфільтрацією і випаровуванням. З цього моменту (точка А на кривій  ) починається підвищення рівня ґрунтових вод.
У точці В затвор водоподачі закривається, але через інерційність рівень ґрунтових вод підвищується до моменту, поки не настає рівновага між інтенсивністю інфільтрації і випаровуванням при меншому рівні води у каналах. Збільшення меж регулювання рівня ґрунтових вод призводить до відповідного збільшення меж регулювання вологості, що може погіршити розвиток рослин. Щоб цього не відбулося, зону регулювання   треба зменшити. Ступінь зменшення можливо визначити експериментальним шляхом при налагодженні системи автоматичного регулювання.
Швидкість підняття й опускання рівня ґрунтових вод можна регулювати. Якщо   збільшити, то частота включення затвора водоподачі зменшиться. Середнє значення напору знизиться, що призводить до зменшення швидкості піднімання рівня ґрунтових вод. Час циклу регулювання збільшується. Швидкість зниження рівня ґрунтових вод зменшиться, якщо затвор водоподачі закривати неповністю. При цьому буде відбувтися підживлення мережі каналів і рівень води в них знижуватиметься повільніше. Використовуючи обидва фактори, можна в широких межах регулювати час циклу. У літературі відсутні дані про його оптимальний час, хоча він впливає на інтенсивність ґрунтових процесів і врожай сільськогосподарських угідь.
У випадку підняття рівня ґрунтових вод до відмітки zс (випадання значних атмосферних опадів) система переводиться мікроконтролером в режим осушення: затвор скиду води відкривається і забороняється керування затвором водоподачі. При цьому затвор стоку відкривається на час пониження води в провідному каналі не до відмітки Нно, яка відповідає нормі осушення, а до відмітки Нmin .Цим підвищується інтенсивність осушення. 
При рівні води в каналі Нmin затвор стоку закривається. За рахунок фільтрації рівень грунтових вод знижується, а рівні води в каналах підвищуються. Якщо рівень води в каналі підвищиться до рівня Нв, а рівень ґрунтових вод знаходиться вище відмітки zс, то знову відкривається затвор стоку. Так канали наповнюються
Фото Капча