Режим капельного орошения школки плодовых культур при повышенных температурах окружающей среды

Шугай, Павел Юрьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Режим капельного орошения школки плодовых культур при повышенных температурах окружающей среды
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Режим капельного орошения школки плодовых культур при повышенных температурах окружающей среды"

На правах рукописи

Шугай Павел Юрьевич

РЕЖИМ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ШКОЛКИ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ

СРЕДЫ

Специальность: 06.01.02 - Мелиорация, рекультивация и

охрана земель

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

91 Краснодар 2005

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский Государственный аграрный университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Кузнецов Евгений Владимирович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Свистунов Юрий Анатольевич; кандидат технических наук Якуба Николай Петрович;

Ведущая организация - кафедра мелиорации ФГОУ ВПО

«Новочеркасская государственная мелиоративная академия».

Защита состоится 23. /^2005 г. в ^ часов на заседании диссертационного совета Д 220.038.08 в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский Государственный аграрный университет» (ФГОУ ВПО «КГАУ») по адресу: 350044 г. Краснодар, ул. Калинина, 13, ауд №401 (корпус мехфака).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «КГАУ».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан » /^ 2005 г.

Ученый секретарь диссертационно! о совета, доктор технических наук, профессор

Чеботарев М.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Ях&тй 33

Актуальность исследований. Обеспечение населения продуктами питания, и в том числе плодами, одна из приоритетных задач сельского хозяйства страны. В предгорных местах, где возделывание других культурами не рентабельно, садоводство является экономически оправданным и экологически привлекательным направлением в растениеводстве.

Повышение рентабельности садоводства включает применение насаждений интенсивного типа, с плотным размещением плодовых деревьев. Закладка высокоинтенсивных садов должна сочетать в себе высокую продуктивность и устойчивость к неблагоприятным климатическим условиям предгорной зоны. Для развития отросли необходимо обеспечить ее посадочным материалом - саженцами высокого качества. Саженцы плодовых культур выращиваются при помощи орошения, для высокого выхода посадочного материала. Так при дождевании и поверхностном способах полива выход саженцев достигает 50 - 70%. Недостатком применяемых технологий является нерациональное использование водных ресурсов, неравномерность полива. Равномерность полива школки саженцев остается не достаточно решенной задачей.

В настоящее время для выхода садоводства на новую ступень необходимо внедрять производство саженцев на карликовых подвоях, которые были бы устойчивы к почвенно-климатическим условиям мест выращивания. Наиболее полно современным требованиям отвечает капельное орошение. В условиях значительною перепада температур юга Российской Федерации существующие режимы капельного орошения не приспособлены к изменению окружающей среды. Это приводит к неравномерной подаче воды по площади полива, угнетению растений в жаркий период времени и снижению выхода посадочного материала. Поэтому целью настоящей работы является

разработка режима капельного орошения школки саженцев при повышенной температуры окружающей среды.

Работа выполнена в соответствии с тематикой НИР ФГОУ ВПО Кубанского ГАУ «Геосистемный мониторинг, охрана водных объектов, мелиорация земель бассейнов рек и ресурсосберегающие технологии воспроизводства плодородия почв» (номер гос. регистрации 01200113465).

Цель работы - обоснование режима капельного орошения в условиях повышенных температур окружающей среды для гарантированного выхода школки плодовых культур в Предгорной зоне Краснодарского края.

Объект исследований - режим орошения, школка плодовых культур, поливные трубопроводы и капельницы.

Предмет исследований - закономерности изменения гидравлических характеристик трубопроводов и капельниц.

Методы и место проведения исследований. Задачи, поставленные в работе, решены путем лабораторных и полевых исследований на почвач предгорной зоны ОАО КСГ1 «Светлогорское» Абинского района Краснодарского края, которые проводились с использованием стандартного и ¡мерительного оборудования, прошедшего государственную аттестацию. Обработка опытных данных выполнялась методом статистического анализа с применением современных компьютерных программ и вычислительной техники

Научную новизны работы представляют:

- влияние параметров капельного орошения на основные биометрические характеристики школки плодовых культур в зависимости от водопотребления при повышенных температурах окружающей среды;

- получены зависимости для определения коэффициента гидравлическою трения в поливных трубопроводах, учитывающие изменение температуры поливной воды от 15 до 55()С;

- разработан режим капельного орошения школки плодовых культур для повышенной температуры окружающей среды в Предгорной зоне Краснодарского края;

- разработана методика гидравлического расчета с учетом повышения температуры окружающей среды.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- динамика водонотребления школки плодовых культур в условиях Предгорной зоны Краснодарского края;

- зависимое!и для расчетов коэффициентов гидравлическою трения и местного сопрошвления для гидравлического расчета поливных трубопроводов систем капельного орошения;

- расходные характеристики капельниц, учитывающие влияние температуры и давления;

- режим капельного орошения школки плодовых культур для Предгорной зоны Краснодарского края;

- методика гидравлического расчета систем капельного орошения.

Достоверность результатов исследований. Степень обоснованности результатов лабораторных и натурных исследований подтверждается многолетними исследованиями, корректностью принятых методик постановки опытов, большой базой полученного и обработанного экспериментального материала, испольюванием методов планирования эксперимента.

Практическая ценность рабогы. Результаты исследований используются при ра ¡работке проектов капельного орошения школки плодовых культур в Предгорной зоне Краснодарского края. Созданная методика гидравлического расчета систем капельного орошения с учетом повышения температуры окружающей среды, позволяет равномерно распределят!, воду по площади полива и обеспечивать выход посадочного материала до 90 %. Зависимости для расчета коэффициентов гидравлического трения и местного сопро-

тивления позволяют при расчете потерь напора в трубопроводах систем капельного орошения снизить энергозатраты на 10 - 15 %.

Реализация результатов исследований. По результатам исследований разработан проект и построена в 2001 г. система капельного орошения школки плодовых культур в питомнике ОАО КСП «Светлогорское» Абинского района Краснодарского края. Годовой экономический эффект от внедрения режима капельного орошения школки плодовых культур составил 117,9 тыс. руб./га.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Кубанский Госагроуниверситет» «Мелиорация земель, охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» (г. Краснодар, 2001-2004 гг.), региональных научно-практических конференциях «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2001-2004 гг.). На международной научно-практической конференции «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства» ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» (г. Волгоград 2004 г), на научно-практической конференции в ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» «Мелиорация земель, охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» (г Новочеркасск, 2003г.), на международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования Волгоградской Государственной Сельскохозяйственной Академии, «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства» (г. Волгоград, 2005 г.), на международной научно-практической конференции ФГОУ ВПО «Московский государственный университет» природообустрой-ства «Природообустройство и рациональное природопользование необходимые условия социально-экономического развития России>> (г Москва, 2005 г.).

Публикации. Основные материалы исследований опубликованы в 13 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации включает 165 страниц машинописного текста, 49 рисунков, 16 таблиц, 3 приложения и списка литературы, Включающий 125 наименований отечественных и зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована тема диссертации, дана характеристика основных положений работы.

В первой главе «Современное состояние вопроса и задачи исследования» выполнен анализ основных факторов влияющих на рост и развитие школки саженцев плодовых кулиур. Проведено сравнение между семенным и вегетативным способом размножения плодовых и семечковых культур. Выполнен анализ режимов орошения. Установлено, что перспективным способом орошения садов является капельное орошение.

Исследованию режимов капельного орошения посвящены труды Голованова А.И., Ольгаренко В.И., Григорова М С, Кузнецова Е.В., Гумбарова А Д., Борадычева В В., Ясониди О. Б. и др. Установлено, что в работах ученых не доетточно уделено внимание влиянию повышенной температуры окружающей среды в вегетационный период и гидравлические характеристики поливных трубопроводов и капельниц Приводится сравнительная оценка поливных норм для режима капельного орошения различных культур.

Гидравлическому расчегу поливных трубопроводов и водовыпусков систем капельною орошения посвящены работы Кузнецова Е.В., Федорца А А , Маланчука 3 Р., Орла И.П., Великанова Ю.Н., Ильина СЛ., Вдовина

Н.И., Волынова М.А., Ясониди О. Е., Keller 1., Karmeli D. и других. Работы ученых не в полной мере учитывают влияние повышения температуры на геометрические и гидравлические характеристики трубопроводов. Поэтому при эксплуатации систем капельного орошения наблюдается неравномерность полива по площади орошения.

Дан анализ полимерным материалам, применяемых для производства трубопроводов и капельниц систем капельного орошения.

Проведенный анализ научных работ по режиму капельного орошения (КО) сельскохозяйственных культур и способам гидравлического расчета поливных трубопроводов и капельниц позволил сформировать задачи исследований:

- определить динамику водопотребления школки плодовых культур при капельном режиме орошения в годы с различной обеспеченностью осадками и температурами;

- установить влияние температуры воды на геометрические параметры полиэтиленовых поливных трубопроводов в период вегетации школки; -получить зависимости для расчета коэффициентов t идравлического трения и местного сопротивления при повышенной температуре поливной воды;

- разработать режим КО школки плодовых культур с учетом изменения температуры окружающей среды в вегетационный период;

- усовершенствовать методику гидравлического расчета систем КО с учетом вменения геометрических и гидравлических параметров поливных трубопроводов при повышенных температурах окружающей среды

Во второй главе «Планирование эксперимента и методика исследований» описаны методики проведения лабораторных и полевых исследований. Лабораторные опыты выполнялись в лаборатории кафедры гидравлики и с х. водоснабжения ФГОУ ВПО Кубанского ГАУ Исследовались поливные полиэтиленовые трубопроводы и капельницы. В качестве предмета исследова-

ний служили полиэтиленовые фубопроводы (ПТ) диаметром 0,012 -0,02 м с толщиной стенки 2 мм. Было выполнено 120 опытов в 3-5 кратной повторно-сти. Исследовались трубопроводы с капельницами и без них. Температура воды изменялась от 15 до 55 °С с шагом 20 °С, давление находилось в диапазоне от 0,03 до 0,25 МПа. Числа Рейнольдса были - 104 - Ю5. Длина рабочего участка была принята Юм. Давление жидкости измерялось образцовыми манометрами класса 0,4.

Повышение температуры воды в трубопроводах создавали с помощью 2-х тепло-энерго нагревателей мощность по 3 кВт. Измерение температуры проводили образцовыми ртутными термометрами с погрешностью 0,1 °С. При повышении температуры воды в трубопроводах наблюдались объемные и линейные деформации, которые определялись соответственно шпицен-масштабом с точностью 0,01 мм и геодезической мерной лентой с точностью 1мм.

Было исследовано 15 конструкций капельниц 3 типов, которые широко применяются в системах КО. Выполнено планирование эксперимента 2 факторного опыта. Изучалось влияние повышения температуры воды и давления на расход капельниц. Для расхода капельниц q, мембранного типа с грибообразным ниппелем, размещенными на поливных трубопроводах диаметрами -0,012 -0,02 м, была получена эмпирическая формула

д1 =<70 -а, 1-а2 ■ Р + а, -а2 •/• Р + а\ -(2 (1)

(ле ц0 - расход капельниц л/час, а, - 0.032 "С '. =5.9 М11а'1, ат = 0,013 "С '; Р - давление над капельницей МПа, 1- гемцерагура по жвной воды "С

Обработка опытных данных по ?ависимосги (I) позволила получить график (рис.1). Аналогичные графики были получены и для других типов капельниц. Формула (1) послужила для анализа расходных характеристик капельниц в зависимости от повышения температуры воды и давления в поливных трубопроводах систем КО.

Рисунок I- Зависимость расхода компенсированных капельниц <п давления и температуры воды в поливном трубопроводе I) " 0,016 м.

Полевые опыты по режиму капельного орошения школки плодовых культур выполнялись в ОАО КСП «Светлогорское» Предгорной зоне Краснодарского края. Исследования выполнялись в соответствии с методикой полевых опытов Б.А. Доспехова Наблюдения за ростом школки проводились по методике ВНИИСиВ им. Мичурина.

На территории опытного участка лугово-лесные почвы. Уровень фунтовых вод на глубине 3 м. Для вырашивапия школки принят 6-польный севооборот. Предшественником школки были многолетние травы (3 гола) и черный пар. Расстояние между школкой плодовых культур 5 см и расстоянием междурядья - 0,7 м.

Полевые опыты проводились в течение трех лет в 2001-03 гг. Эти годы были отмечены как наиболее засушливые с высокими температурами воздуха в летние месяцы На поверхности почвы и в поливных трубопроводах (ПТ) температура достигала 55 °С

Поливные трубопроводы проходили в каждом рядке школки с расстоянием между капельницами 0,5 м Полшз назначался при влажности почвы

80% НВ по показаниям датчика влажности ВИМС -1У, который располагался между капельницами в конце поливного трубопровода, на глубине 0,1 м - в 1 - варианте, на глубине 0,2 м во 2 - варианте, на глубине 0,3 м — в 3 - варианте и на глубине 0,35 м - в 4 - варианте, и продолжался до влажности почвы 95-98% НВ.

В трегьсй главе «Результаты исследований расходных характеристик капельниц при высоких температурах поливной воды» представлены исследования расходных характеристик капельниц при повышенных температурах поливной воды. Для оценки влияния температуры на расходные характеристики капельниц выполнялись наблюдения за температурным режимом с 8 до 19 часов. Температура воздуха измерялась образцовыми термометрами на высоте 0,5; 1,0 м и на поверхности почвы. Результаты исследований представлены на (рис. 2).

МАЙ июнь

час.

9 10 11 12 13 14 IS 16 17 18 19 шоль

15 ■ час

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 IX Iч

АВГУСТ

8 'I 10 И 12 15 14 Ь Id I' 18 19

IS • . час

8 9 10 II 12 13 14 IS 16 17 18 14

I - на Шубине 0,2м, 2- па лысою 0,"5м, 3 - на выссне 1,0м, 4 - на высоте 0,5ч в ИТ, 5 - на поверхности почвы б-наповсрхносш почвы в ИТ

Рисунок 2 IcMiicparvpa но ¡духа, на поверхности почвы и воды в III (2003 i )

Из представленных данных видно, что максимальная температура поливной воды достигала 55 °С в августе месяце. Установлено, что температура воды в ПТ и капельницах находится в диапазоне от 35°С до 55°С. Получено, что температура воды всегда выше в трубопроводах, расположенных на поверхности почвы и ниже - на высоте 0,5 м. Следовательно, при проектировании систем КО необходимо учитывать положение ПТ относительно поверхности почвы.

Изучались расходные характеристики компенсированных капельниц мембранного типа Молдавия -1, Молдавия - 2, Молдавия - 3, Молдавия - 4, АмМ, Каи£ О-йГ, Бирег^в зависимости от давления и температуры воды при различных транзитных скоростях потока в ПТ. Установлено существенное влияние транзитной скорости потока, температуры воды и давления на расходные характеристики капельниц.

На рисунке 3 приводятся графики зависимости = Г (Р), полученные после обработки опытных данных для капельниц мембранного типа.

1- Г=15вС; 2-1=3 5°С; 3- 1=55°С Рисунок 3 - Расход капельниц в зависимости от давления и температуры воды в ПТ диаметром 0,016м.

Как видно из графика, при увеличении давления в трубопроводах расход капельниц возрастает. При возрастании температуры поливной воды от 15°С до 55°С расход капельниц так же увеличивался.

Установлено, что при повышении температуры воды от 15°С до 55°С расход капельниц мембранного типа увеличивается в среднем на 8 %-30 % в зависимости от давления и диаметра ПТ (рис. 4).

1- D=0,012; 2-D=0,016; 3-D=0,02 М Рисунок 4 - Увеличение расхода капельниц при повышении температуры воды в

поливных трубопроводах от 15 до 55"С На рисунке 4 на оси ординат дано процентное отношение расходов капельниц при температуре 55°С к температуре 15°С. Как видно из графика наибольшему влиянию температуры подвержены капельницы на трубопроводе диаметром 0,012 м. При давлении 0,04 МПа расхождение расходов достигает 35 %. Минимальное влияние температуры воды на расход капельниц происходит в трубопроводе диаметром 0,016 м и 0,02 м.

Аналогичные исследования и результаты опытов были получены для компенсированных, спиральных капельниц «L'eau» и «Driplex», лабиринтных капельниц типа «Lego» и «Нетафим», контурных капельниц «EOLOS», «EOLOS LF», «EOLOS 1,3», «FOLOS 1,5» и «EOLOS 2,5» и ниточных капельниц «RAIN-BIRD».

Следовательно, при проектировании систем капельного орошения необходимо учитывать температуру поливной воды и диаметры ПТ. Предпочтение необходимо отдавать трубопроводам диаметром 0,016 - 0,02 м.

В четвертой главе «Гидравлические исследования поливных полиэтиленовых трубопроводов при повышенных температурах воды» приводятся результаты лабораторных и натурных исследований для ПТ систем капельного орошения при изменении температуры воды от 15°С до 55 °С

Исследовались коэффициенты гидравлического трения 1 и местных сопротивлений С, в зависимости от давления, количества расположенных капельниц, температуры и транзитной скорости ПТ. В результате опытов получены зависимости (рис. 5) для коэффициента гидравлического трения от числа Рейнольдса.

0,031 х 0,029

0,027

0,025

0,021

0,019

Re* 10

0,017

l-t=l5 "С, 2-1=40 "С, 3- (=55 "С Рисунок 5 - Зависимости коэффициентов i илравлического трения для поливных трубопроводов от числа Re

Как видно из графика с увеличением Яе происходит снижения X от 0.030 до 0,019. С увеличением температуры воды X уменьшается (кривая 3). Предлагается для определения X в ПТ ввести корректив, который бы учитывал влияние температуры воды на потери напора в системах КО. Для этого представим в относительных величинах изменение Г от относительной температуры воды. На рисунке 6 приведена зависимость X - Р(х)> гЛе Т - безразмерная величина, равная отношению X, / Хьл, где X, - коэффициент гидравлического трения при данной температуре; Х|,л - коэффициент гидравлического трения по формуле Блазиуса; х -безразмерная величина, равная отношению данной температуры воды к температуре воды при 15 °С - 20 °С.

№ = 0,96

0,7 0,9

1.3 1,5

1,9 2,1 2,3 2.5 2,7

Рисунок 6- Зависимость А от хдля поливных грубоироводов

Математическая обработка опытных данных позволила полу-

чить зависимость для определения коэффициента гидравлического трения с учетом изменения температуры воды в поливных трубопроводах

Х1=0,314Яе-025-Х-006,

где % - относительная температура воды в ПТ.

При увеличении температуры воды от 15 до 55 °С установлено падение X при числах Рейнольдса (Яе = 3-104 - 8 1 04) в ПТ. Коэффициент гидравлического трения X уменьшается до 20 %.

Местные потери напора в поливных трубопроводах систем капельного орошения обуславливаются ниппелями капельниц. Ниппеля капельниц создают дополнительные местные сопротивления в месте их подключения к ПТ. Были выполнены исследования по коэффициенту местных сопротивлений.

Исследованы отечественные и зарубежные капельницы: В результате обработки опытных данных получены зависимости для коэффициента местного сопротивления С, при подключении одной капельницы на поливной трубопровод

- для ПТ-0,012 м- с = °'°22 : О)

* Яе0.085

- для ПТ-0,016 м- г = °'026 ; (4)

* Яе00'5

- для ПТ - 0,02 м - с= °'016 • (5)

Для обеспечения качественного орошения культур необходимо равномерное распределение воды по площади полива, которое зависит от давления в трубопроводе над капельницей. Нами предлагается определять общие потери напора с учетом высоких температур воды, объемной и линейной деформации для ПТ по формуле

к = (0,314•+ У •И • х™ -К•пуЦ.-, (6)

где Д^- линейная деформация ПТ;

V - кинематическая вязкость воды;

Ьпт - длина поливного трубопровода;

Ун - скорость в начале ПТ;

п - число капельниц на поливном ПТ;

X - безразмерная величина, равная отношению данной температуры воды к

температуре воды при 15 °С - 20 °С N - показатель степени (для переходной области сопротивления N = 0,25). В пятой главе «Совершенствование режима капельного орошения плодовых саженцев в условиях Предгорной зоны Краснодарского края» приведены исследования по режиму капельного орошения саженцев плодовых культур.

Система капельного орошения в ОАО КСП «Светлогорское» приведены на рисунке 7.

л...

I * 6 1 +5 б > ■ 1 и ■ ¿г

1 •'

I: III

им!-

! ( .11

| 1 I

10 I . ВАРИАНТ

¡ 7

II- ВАРИАНТ

III - В А РИ АНТ

НН+1 (4-' -1 з

I ¡¡' 11-1

и.

IV-ВАРИАНТ

1- гидрант, 2 - манометр; 3- инжектор. 4 - сетчатый фильтр; 5 -вентиль, 6 - магистральный трубопровод; 7 - распределительный трубопровод, 8 - расходомер; 9 - гравийный фильтр, 10 - заглушка, 11 - защитные ряды, 12 - исследуемые ряды, 13 - ПТ длиной 100 м, 14 - угол, 15 -тройник; 16 - регулятор давления.

Рисунок 7 - Система КО школки плодовых культур в ОАО КСП «Светлогорское»

По общепринятым методикам была обоснована величина поливной нормы для школки саженцев и условий Предгорной зоны Краснодарского края, которая составила 58 м3/га. Полученная величина поливной нормы служила контролем, при разработке режима капельного орошения с учетом

повышенных температур окружающей среды. В вариантах опытов (2001 -2003 гг.) варьировалась поливная норма в зависимости от температуры окружающей среды и влажности почвы. В 2001 г. исследовались три варианта режима КО школки: I вариант - поливная норма (т) 60 м3/га, время полива 27 мин (контроль); 2 вариант - т ^ 76 м3/га, время полива 32 мин; 3 вариант -ш = 86 м3/га, время полива 38 мин. В 2002 - 03 гг. был добавлен 4 вариант с т = 90 м3/га, где время полива - 40 мин. Во всех вариантах д, =4,8 л/ч. Варианты опытов для 2002 г. приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Варианты режима капельного орошения школки (2002 г.)

Наименование параметров Поливная норма, м3/га

(вариант 1) кон 1 роль (вариант 2) (вариант 3) (вариант 4]

1. Поливная норма, м3/га 60 76 86 90

2. Оросительная норма, м7га 1380 1748 1985 2070

3. Количество поливов

май 6 6 6 6

июнь 3 3 3 о .э

июль 4 4 4 4

август 5 5 5 5

сентябрь 3 3 3 3

итого 21 21 21 21

4.Межполивной период, сут:

май 5 5 5 5

июнь 10 10 10 10

июль 7 7 7 7

август 6 6 6 6

сентябрь 10 10 10 10

5. Период вегетации, сут. 151 151 151 151

Опыты 2001 - 2003 гг. при повышенных температурах окружающей среды и режима капельного орошения школки показали, что наибольшее влияние на рост и развитие растений оказывает поливная норма и периодичность поливов. При увеличении т до 86 м3/га наблюдался максимальный вы

ход посадочного материала. При увеличении т до 90 м3/га прибавка выхода школки не отмечалось. Подкормка минеральными удобрениями для всех вариантов была одинаковой и принималась по рекомендациям ОАО КСП «Светлогорское». Темп роста во всех опытах замедлялся в конце сентября из-за понижения температуры воздуха, которая уменьшилась до 10 - 15°С. Результаты полевых исследований школки плодовых культур при капельном режиме орошения приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Влияние режима капельного орошения на выход школки

плодовых культур

Биометрические характеристики Выход Выход

школки плодовых культур поса- посадочного

дочно- ма1ериа.1а

Год Номер Высота Диаметр Высота Диаметр го относитель-

иссле- омы га надземной условной надземной условной мате- но кои гроля

дова- часта, см корневой части относи- корневой шейки риала %

ний шейки, см тельно контроля, % относительно контроля,% %

1(контроль) 111.5 1,24 - - 67,9 0

2001 2 121,4 137 +8,8 + 10,4 82,1 +20,9

3 129,2 1,51 +15,8 +21,7 93,2 +37,2

нет,,. 2,48 0,03 - - - -

1 (контроль) 106,3 1,22 - - 64,2 0

2002 2 113,2 1,31 +6,5 +7,3 78,3 +21,9

3 123,4 1,43 + 15,6 + 17,2 90,1 +39,9

4 122,4 1,42 + 15,1 + 16,4 89,3 н39,0

нет,,, 1,18 0,02 - - - -

1 (контроль) 108,4 1,21 - - 62,6 0

2003 2 116,7 1,32 +7,6 +9,1 74,3 + 18,7

3 125,4 1,45 +15,7 + 19,8 86,9 +38,8

4 123,4 1,41 +13,8 + 16,5 85,1 +35,9

ИСРЮ 1,51 0,03 - - - -

Из обработки опытных данных видно, что в 2001 г., где лучшим был 3 вариант при поливной норме 86 м3/га, выход посадочного материала составил 93,2 % и превысил контроль на 37,2 %. Поэтому в 2002 г. увеличили поливную норму до 90 м}/га (4 вариант) Время полива возросло до 40 мин. В результате сравнения опытов было установлено, что выход посадочного материала в 4 варианте был ниже, чем в 3 третьем - на 1,8 %, что не существенно

Опыты в 2003 г. были повторены в 4 вариантах. Результат не изменился. Следовательно, оптимальной поливной нормой следует считать норму 3 варианта - 86 м3/га.

В таблице 3 приведено исследование по влиянию режима капельного орошения на выход школки для 4 вариантов опытов.

Таблица 3 - Влияние режима капельного орошения на водопогребление

школки плодовых культур

Год Номер опыта Выход школки шгЛа Полипная корма, iuVia Оросительная норма Водопотребление школки м'/l 0000шт Водопотребление школки относительно контроля В, % Выход иоса-Д0ЧНО1 о материала относительно контроля У, % У В

т/раст м'/ia

200! 1 (контроль) 96418 60 14,3 1380 143 - - -

2 116582 76 14,9 1748 149 +4,1 +20,9 5,09

3 132344 86 14,9 1978 149 +4,1 +37,2 9,07

1 (контроль) 91164 60 13,1 1200 131 - -

2002 2 1 Ш 86 76 13,6 1520 136 +3,8 +21,9 5.76

3 127942 86 13,4 1726 134 +2,3 +39,9 17,31

4 126806 90 14,9 1890 149 + 13,7 +39,0 2,84

1 (контроль 88892 60 14,8 1320 148 - - -

2003 2 105506 76 15,8 1672 158 +6,7 1 18,7 2,78

3 123398 86 15,4 1898 154 +4,0 +38,8 9,70

4 120842 90 16,3 1980 163 +10,1 +35,9 3,55

В результате исследований установлено, что наибольший выход посадочного материала был в 3 варианте, затраты оросительной воды составили 134-154 м3 на 10000 шт. растений в зависимости от года. Водопотребление в 3 варианте выше, чем на контроле на 2,3 - 4,1 %, но при этом выход посадочного материала больше на 37,2 - 39,9 % соответственно.

В результате полевых исследований нами предложено определять поливную норму для школки плодовых культур в условиях высоких температур по эмпирической формуле

т = т-п-(дй-а^ /-дг2 Р + щ -а2 -(-Р + а] - Г2) (7)

Время полива следует вычислять по формуле

Т = <р-к~> (8)

где А - слой воды для насыщения почвы, м,

</> - коэффициент, учитывает способ подачи волы на почву (<р изменяется от 1,1-для супесчаных и до 1,25 для суглинистых почв);

к - коэффициент изменяется от 1,75 до 2,0 (для лет ких почв к-2,0, для тяжелых - к = 1,75), V-скорость впитывания в начале полива для данной почвы, м/ч Слой воды для насыщения почвы определяли по формуле

Ь = Н-г-е-(в -р >/100. (9)

' 'ме ннач'

где у - коэффициент, учитывающий расход воды на водопотрсбление за время перераспределения влага по профилю (для тяжелых суглинистых почв у = 1,12, суглинистых - у = 1,10, легких суишнков -у - 1,05); Н - расчетная глубина увлажнения, и, е - коэффициент, учитывающий форму контура увлажнения; /?„й-почвенные влагозапасы. %; ри ¡ч - прелполивной влагозанас, % Разработана методика гидравлического расчета систем капельного орошения с учетом повышенных температур воды в ПТ. 1. Выбирается тип капельниц. 2.Определяется количество капельниц на ПТ.

3.Вычисляется поливная норма по формуле 7.

4. Определяется расход капельниц по формуле 1.

5. Находится расход и скорость воды в начале ПТ.

6. Определяется коэффициент местного сопротивления по формулам (3 - 5).

7. Вычисляется коэффициент гидравлического трения по формуле 2.

8. Рассчитываются потери напора в ПТ по формуле 6.

9. Строится напорная линия в ПТ для обоснования равномерности полива школки плодовых кулыур.

10. Определяется напор в поливном трубопроводе.

11. По подаче и напору, необходимому для эксплуатации системы капельного орошения подбирается насосное оборудование, станция по фильтрованию воды.

При экономическом сравнении вариантов режимов орошения школки установлено, что выход посадочного материала увеличивается в среднем на 20 % по сравнению с вариантом, режим которого не учитывает изменение температуры воды в ПТ. Экономический эффект от внедрения режима капельного орошения школки плодовых культур в ОАО КСП «Светлогорское» составил 117,9 тыс. рублей.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. При выращивании школки плодовых культур установлено, что температура вода в поливных трубопроводах в период с 9— до 19е8 часов изменяется от 35 до 55°С. Максимальные температуры наблюдаются в июле и августе месяце в условиях Предгорной зоны Краснодарского края.

2. Повышение температуры воды существенно влияет на гидравлические и геометрические параметры ПТ и капельниц. При повышении температуры воды в ПТ от 15 до 55°С расход компенсированных капельниц увеличивается от 10 до 20 %.

3. Установлено, что с увеличением температуры воды до 55°С коэффициент гидравлического трения уменьшается до 20 % в зависимости от диаметра ПТ. Коэффициент гидравлического трения для трубопроводов диаметром 0,012-0,02 м с учетом повышения температуры воды в ПТ следует вычислять по формуле (2).

4. Получены формулы (3-5) для расчета коэффициентов местных сопротивлений с учетом размеров ниппелей и температуры воды в ПТ.

5. Исследованы расходные характеристики капельниц «Молдавия -1», «RAIN-BIRD», «EOLOS», «Нетафим», «Lego», «L'eau», «Driplex». При температурах воды в ПТ 15-55°С капельницы устойчиво работают в диапазоне

давлений от 0,1 до 0,2 МПа. Получена обобщенная формула (1) для капельниц. Расход капельниц зависит от диаметра ПТ. Чем меньше диаметр, тем более чувствительна расходная характеристика капельницы к изменению давления в ПТ.

6. Разработан режим капельного орошения школки в условиях Предгорной зоны Краснодарского края. Установлено, что при расчете поливных норм следует учитывать расходные характеристики капельниц при повышенных температурах воды. Режим орошения учитывает форму очага увлажнения почвы.

7. Получены формулы для определения поливной нормы (7), времени полива (8) и слоя увлажнения почвы (9) для школки плодовых культур.

8. В условиях Предгорной зоны оптимальной поливной нормой является норма 80-90 м3/га при межполивном периоде 4-5 дней. Водопотребление школки составляет 134-154 м3/10000 шт. саженцев.

9. Усовершенствована методика гидравлического расчета, которая учитывает изменение гидравлических и геометрических характеристик ПТ и капельниц под влиянием повышенных температур воды. Расчеты, выполненные по разработанной методике, повышают равномерность полива школки.

10. При эколого-экономическом сравнении режимов КО школки саженцев плодовых культур установлено, что чистый дисконтированный доход от разработанного режима капельного орошения с учетом повышенных температур поливной воды составляет I! 7,9 тыс. руб., а индекс доходности инвестиций - 2,1 что в 1,5 раза больше чем от существующего режима.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для снижения температуры воды в ПТ необходимо располагать трубопроводы на высоте 0,5 м от поверхности почвы или в рядках школки на почве.

2. Полив следует назначать в дневные часы для снижения температуры почвы и приземного слоя воздуха, этим обеспечивается интенсивность роста школки.

3. Для равномерной подаче воды по площади полива следует применять компенсированные капельницы типа «Молдавия -1», «EOLOS», «Нета-фим», «Katif», «O-tif», «Supertif», которые менее чувствительны к температуре окружающей среды.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Шугай П.Ю. Перспективы капельного орошения садов в ТОО «Светлогорское» для Предгорной зоны Краснодарского края /A.B. Микиткж, П Ю. Шугай // Материалы третьей региональной научно-практической конференции молодых ученых. «Научное обеспечение Агропромышленного комплекса». -Краснодар, 2002. - С. 150-151.

2. Шугай П.Ю. Изменение гидравлических характеристик пластиковых трубопроводов систем капельного орошения под воздействием окружающей среды на примере ОАО «Светлогорское» Абинского района / П.Ю.Шугай Е.В. Кузнецов // Материалы четвертой региональной научно-практической конференции молодых ученых. «Научное обеспечение Агропромышленного комплекса». - Краснодар, 2002. С. 279-281.

3. Шугай П.Ю. Лабораторная установка для исследования гидравлических характеристик трубопроводов и водовыпусков / П.Ю. Шугай // Материалы научной конференции по итогам 2002 года. «Гидротехнические мелиорации и повышение эффективности технических средств, при орошении в Краснодарском крае». - Краснодар, 2003. - С. 38-39.

4. Шугай П.Ю. Ресурсосберегающие технологии в условиях Кубани /Н.П. Дьяченко, П.Ю. Шугай, С В Абулгафаров // Сборник научных трудов том 2. «Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально - экономического развития России». - Москва, 2005. С 284-288

5. Шугай П.Ю. Выражение потерь напора в полиэтиленовых трубопроводах

/ П.Ю. Шугай // Материалы шестой региональной научно-практической конференции молодых ученых. «Научное обеспечение Агропромышленного комплекса». - Краснодар, 2004. - С. 264-265.

6. Шугай П.Ю. Влияние горячей воды на гидравлические и линейные параметры полиэтиленовых трубопроводов систем водоснабжения /Е.В. Кузнецов, П.Ю. Шугай // Сборник научных трудов. - Краснодар, 2003. С. 209-213.

7. Шугай П Ю Расчеты поливных норм при повышенных температурах оросительной воды систем капельного орошения / П.Ю. Шугай // Материалы межрегиональной научно - практической конференции, посвященной 95-летию заслуженного деятеля науки РФ Евгения Борисовича Величко. «Актуальные проблемы мелиорации на Северном Кавказе». - Краснодар, 2004. С.189-192.

8. Шугай П.Ю. Изменение расходных характеристик капельниц под действием температуры окружающей среды / П.Ю. Шугай И Материалы межрегиональной научно - практической конференции, посвященной 95-летию заслуженного деятеля науки РФ Евгения Борисовича Величко. «Актуальные проблемы мелиорации на Северном Кавказе». - Краснодар, 2004. С. 129-133.

9. Шугай П.Ю. Влияние температурного режима на коэффициент гидравлического трения в полиэтиленовых трубопроводах /Е.В. Кузнецов, П.Ю. Шугай // Материалы межрегиональной научно - практической конференции, посвященной 95-летию заслуженного деятеля науки РФ Евгения Борисовича Величко «Актуальные проблемы мелиорации на Северном Кавказе». - Краснодар, 2004. С. 125-129.

10. Шугай П.Ю. Расходные характеристики капельниц под действием температур окружающей среды /П.Ю. Шугай // Материалы научно - практической конференции, посвященной 70-летию академика Б.Б. Шумакова «Мелиорация и водное хозяйство». - Новочеркасск, 2003. С.90-93.

11. Шугай П.Ю. Расход капельниц при повышенных температурах оросительной воды /Е.В. Кузнецов, П.Ю. Шугай // Материалы международной научно - практической конференции, посвященной 60-летию образования Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии. «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства». - Волгоград, 2004. С.123-124.

12.Шугай П Ю Влияние температуры поливной воды па гидравлические параметры полиэтиленовых трубопроводов систем капельного орошения /П.Ю. Шугай, В.М. Кажаров, A.B. Микитюк // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2005.-№ 05(13). Режим доступа: http://ei. Kubagro.ru /2005/. - С. 8.

13. Шугай П.Ю. Гидравлический расчет поливного полиэтиленового трубопровода системы капельного орошения /A.B. Микитюк, В.М. Кажаров, П.Ю. Шугай // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ. 2005.-№05( 13). Режим доступа: httßi//ei. Kubagro.ru /2005/. С 7.

Подписано в печать 19 Ю.2005. Формат 60x84/16. Печ. л. 1 Тираж 100. Заказ № 609

Кубанский государственный аграрный университет 350000 г. Краснодар, ул. Калинина, 13

РЫБ Русский фонд

2006-4 16842

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Шугай, Павел Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Требование школки плодовых культур к климатическим условиям 9 1.2. Анализ режимов капельного орошения сельскохозяйственных культур

1.3 Анализ способов гидравлического расчета систем капельного орошения

1.3.1 Гидравлический расчет потерь напора поливных полиэтиленовых 19 трубопроводов

1.3.2 Способы гидравлического расчета капельниц при поливе 26 сельскохозяйственных культур

1.4 Анализ полимерных материалов, применяемых для производства 31 трубопроводов систем капельного орошения

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДИКА 34 ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Критериальные уравнение для проведения исследований движения жидкости в капельницах и трубопроводах

2.1.1. Уравнение истечения жидкости из капельниц при наличии 34 транзитного потока и изменения температуры воды

2.1.2 Уравнение установившегося движения жидкости в трубопроводах 35 систем капельного орошения

2.1.3 Экспериментальная установка, методика исследований и оценка 37 точности эксперимента

2.2 Методика вегетационных и полевых опытов 42 2.2.1 Схема и место проведения вегетационных опытов

2.3 Опытные установки для вегетационных и натурных исследований

2.4 Планирование эксперимента по исследованию влияния 46 температуры воды и давления в трубопроводе на расход капельниц

2.4.1 Статистическая обработка экспериментальных данных

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 52 КАПЕЛЬНИЦ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ПОЛИВНОЙ ВОДЫ

3.1 Динамика температуры поливной воды в системах 52 капельного орошения при поливе школки плодовых культур

3.2 Расходные характеристики мембранных капельниц

3.3 Расходные характеристики спиральных капельниц

3.4 Расходные характеристики лабиринтных капельниц

3.5 Расходные характеристики контурных капельниц

3.6 Расходные характеристики ниточных капельниц

3.7 Расходные характеристики компенсированных капельниц 73 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 75 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛИВ

НЫХ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ ПОВЫШЕН

НЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ВОДЫ

4.1 Коэффициента гидравлического трения в поливных полиэтилено- 78 вых трубопроводах

4.1.1 Зависимости коэффициента гидравлического трения поливных 80 трубопроводов от числа Рейнольдса

4.1.2 Уточнение формулы Блазиуса для расчета полиэтиленовых 81 трубопроводов при повышенных температурах воды

4.1.3 Зависимость коэффициента гидравлического сопротивления 83 поливных трубопроводов при различных вариантах подключения капельниц

4.2 Зависимость коэффициентов местных гидравлических 91 сопротивлений в поливных трубопроводах

4.3 Зависимости линейной и объемной деформации поливных 102 полиэтиленовых трубопроводов при движении жидкости с повышенной температурой

4.4 Зависимость потерь напора в полиэтиленовых трубопроводах 106 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 107 5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ

ПЛОДОВЫХ САЖЕНЦЕВ В УСЛОВИЯХ ПРЕДГОРНОЙ ЗОНЫ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

5.1 Состояние вопроса по выращиванию школки плодовых культур 109 в условия Предгорной зоны Краснодарского края

5.1.1 Природные условия

5.1.2 Осадки

5.1.3 Температурный режим

5.1.4 Влажность воздуха

5.1.5 Ветровые условия

5.1.6 Испарение с поверхности почвы

5.2 Рельеф участка.

5.2.1 Почвообразующие породы

5.2.2 Агрохимическая характеристика почв.

5.3 Исследование режима капельного орошения школки плодовых культур 114 5.3.1 Совершенствование режима капельного орошения школки плодовых культур с учетом повышенных температур

5.4 Методика гидравлического расчета систем капельного орошения 128 с учетом повышенных температур воды

5.5 Эколого-экономическое сравнение режимов орошения при 130 выращивании плодовых саженцев

Выводы по главе

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Режим капельного орошения школки плодовых культур при повышенных температурах окружающей среды"

В настоящее время для выхода садоводства на новую ступень необходимо внедрять производство саженцев на карликовых подвоях, которые были бы устойчивы к почвенно-климатическим условиям мест выращивания. Наиболее полно современным требованиям отвечает капельное орошение. В условиях значительного перепада температур юга Российской Федерации существующие режимы капельного орошения не приспособлены к изменению окружающей среды. Это приводит к неравномерной подаче воды по площади полива, угнетению растений в жаркий период времени и снижению выхода посадочного материала. Поэтому целью настоящей работы является разработка режима капельного орошения школки саженцев при повышенной температуры окружающей среды.

Объект исследований - режим орошения, школка плодовых культур, поливные трубопроводы и капельницы.

Предмет исследований - закономерности изменения гидравлических характеристик трубопроводов и капельниц.

Методы и место проведения исследований. Задачи, поставленные в работе, решены путем лабораторных и полевых исследований на почвах предгорной зоны ОАО КСП «Светлогорское» Абинского района Краснодарского края, которые проводились с использованием стандартного измерительного оборудования, прошедшего государственную аттестацию. Обработка опытных данных выполнялась методом статистического анализа с применением современных компьютерных программ и вычислительной техники.

Научную новизны работы представляют:

- получены зависимости для определения коэффициента гидравлического трения в поливных трубопроводах, учитывающие изменение температуры поливной воды от 15 до 55°С;

- разработана методика гидравлического расчета с учетом повышения температуры окружающей среды.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- динамика водопотребления школки плодовых культур в условиях Предгорной зоны Краснодарского края;

- зависимости для расчетов коэффициентов гидравлического трения и местного сопротивления для гидравлического расчета поливных трубопроводов систем капельного орошения;

- расходные характеристики капельниц, учитывающие влияние температуры и давления;

- режим капельного орошения школки плодовых культур для Предгорной зоны Краснодарского края;

- методика гидравлического расчета систем капельного орошения.

Достоверность результатов исследований. Степень обоснованности результатов лабораторных и натурных исследований подтверждается многолетними исследованиями, корректностью принятых методик постановки опытов, большой базой полученного и обработанного экспериментального материала, использованием методов планирования эксперимента.

Личный вклад автора. Диссертационная работа является логическим завершением многолетних экспериментальных и теоретических исследований, выполненных с 2000 по 2004 гг. лично автором. Соискатель принимал непосредственное участие в теоретическом обосновании и разработке методов исследований, закладке и проведении натурных и лабораторных опытов.

Практическая ценность работы. Результаты исследований используются при разработке проектов капельного орошения школки плодовых культур в Предгорной зоне Краснодарского края. Созданная методика гидравлического расчета систем капельного орошения с учетом повышения температуры окружающей среды, позволяет равномерно распределять воду по площади полива и обеспечивать выход посадочного материала до 90 %. Зависимости для расчета коэффициентов гидравлического трения и местного сопротивления позволяют при расчете потерь напора в трубопроводах систем капельного орошения снизить энергозатраты на 10 - 15 %.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и одобрены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Кубанский Госагроуниверситет» «Мелиорация земель, охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» (г. Краснодар, 2001-2004 гг.), региональных научно-практических конференциях «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2001-2004 гг.). На международной научно-практической конференции «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства» ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» (г. Волгоград 2004 г.), на научно-практической конференции в ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» «Мелиорация земель, охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» (г. Новочеркасск, 2003г.), на международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования Волгоградской Государственной Сельскохозяйственной Академии, «Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства» (г. Волгоград, 2005 г.), на международной научно-практической конференции ФГОУ ВПО «Московский государственный университет» природообустрой-ства «Природообустройство и рациональное природопользование — необходимые условия социально-экономического развития России» (г. Москва, 2005 г.).

Публикации. Основные материалы исследований опубликованы в 13 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации включает 165 страниц машинописного текста, 49 рисунков, 16 таблиц, 3 приложения и списка литературы, включающий 125 наименований отечественных и зарубежных источников.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Шугай, Павел Юрьевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. При выращивании школки плодовых культур установлено, что температура воды в поливных трубопроводах в период с 8 до 19 часов изменяется от 35°С до 55 °С. Максимальные температуры наблюдаются с июня по сентябрь в условиях предгорной зоны Краснодарского края.

3. Установлено, что коэффициент гидравлического трения уменьшается до 15 % в зависимости от диаметра ПТ. Потери напора так же уменьшаются в ПТ на 15 %. Коэффициенты гидравлического трения для трубопроводов диаметром 0,012-0,02 м с учетом повышения температуры воды в ПТ по формуле (4.4 - 4.5). Получено, что потери напора необходимо вычислять по формуле (4.63), которая учитывает изменение геометрических характеристик ПТ и капельниц и температуру воды.

4. Получены формулы (4.52 - 4.54) для расчета коэффициентов местных сопротивлений с учетом размеров ниппелей и температуры воды в ПТ.

5. Исследованы расходные характеристики капельниц «Молдавия — 1», «RAIN-BIRD», «EOLOS», «Нетафим», «Lego», «L'eau», «Driplex». При температурах воды в ПТ 20 - 55 °С капельницы устойчиво работают в диапазоне давлений от 0,1 до 0,2 МПа. Получены обобщенные формулы (2.35 — 2.37) для капельниц. Расход капельниц зависит от диаметра ПТ. Чем меньше диаметр, тем более чувствительна расходная характеристика капельницы к изменению давления в ПТ.

6. Разработан режим орошения школки в условиях Предгорной зоны Краснодарского края. Установлено, что при расчете поливных норм следует учитывать расходные характеристики капельниц при повышенных температурах

7. Получены формулы для определения поливной нормы (5.1), времени полива (5.2) и слоя увлажнения почвы (5.3) для школки плодовых культур

8. В условиях Предгорной зоны оптимальной поливной нормой является норма 80-90 м3/га при межполивном периоде 4-5 дней. Водопотребление школки составляет 134-154 м/10000 шт. саженцев.

9. Усовершенствована методика гидравлического расчета, которая учитывает гидравлические и геометрические характеристики ПТ и капельниц. Расчеты, выполненные по разработанной методике, улучшают равномерность полива школки.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для снижения температуры воды в ПТ необходимо располагать трубопроводы на высоте 0.5 м от поверхности почвы или в рядках школки на почве.

3. Для равномерной подаче воды по площади полива следует применять компенсированные капельницы типа «Молдавия -1», «EOLOS», «Нетафим», «Katif», «О-tif», «Supertif», которые менее чувствительны к температуре окружающей среды.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Шугай, Павел Юрьевич, Краснодар

1. Albori A. Confronto orientativo tra caratteristiche di funzionamento di al-cuni moblli di goccialatori autocompensati. L' irrigazione. 1981. - 31.-4.-P.204-211.

2. Drip Irrigation on processing tomatoes provessaccessful.-Irrigation. Journal, 1984, 34.4:22-25

3. Gilaad Y., Marco A. Trofbewasserung, Erlauterungen zum Bomessung von Tropferr und Tropfleitugen. Zeitsehrift fur Bewasserungsweirshaft, 1977, 2, S. 25 - 65 .

4. Gillespie V.A., Phillips A.L., Wu J., Drip Irrigation Design Equations. -Journal of the irrigation and drainage division, 1979, Vol., 105, No IRS., Sept., p. 247 257.

5. Howell T.A., Hiler E.A. Designing Trickle Irrigation laterals for Uniformity. Journal of the irrigation and drainage division, 1974, desember, p. 443 -454.

6. Howell T.A., Hiler E.A. Trickle Irrigation lateral. Desing Transactins. -American Sosiety of Agricutural Engineers, 1974, Vol., 17, № 5, p. 902 -908.

7. Keller I., Karmeli D. Trickle Irrigation Design. 1st Edition ediled and published by "Rain Bird Sprinkler Manufacturing Corporation", Glendord, California, 91740, 1975.

8. Localized irrigation. Irrigation and drainage paper. Food and agriculture organization of the United Nations. Rome, 1980, №36. p. 203.

9. Novotny M., Klopcek A. Techologia a hydraulika pomalej podpovrchovej zavlahy pre trvale plodiny. Vyskumneho ustavu zavlahoveho hospodar-stwa, Bratislave, 1981, № 15, 145 -161.

10. Parhcomehuk P. Temperatures effects on emitter discharge rates. Transections of the AS AE, 1976, 19, 4, p. 690 692.

11. Subsurfase drip system out-yields furrow, saves 80% on water use. Irrigation Age, 19.2:2612. . Watters G., Keller J. Trickle irrigation tubing hudraulics - Am. Soc. Agr.

12. Eng., 1978. 78-2015, p. 1-18.

13. Watters G., Urbina J., Keller J. Trickle irrigation emitter hosr characteristics. 7th International agricultural plastics congress San Diego, California, 1977, April 11 - 16, p. 67-72.

14. Агрохимические методы исследования почв, под редакцией Соколова А.В., Аскинази Д.Л., Москва: Наука, 1965, стр. 68-95

15. Адлер Ю.Ю. и др. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Наука, 1971г. 183 с.

16. Айдаров И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель. М.: Агропромиздат, 1985, с. 23-29

17. Айдаров И.П., Голованов А.И., Мамаев М.Г. Оросительные мелиорации. -М.: Колос, 1982.- 176 с.

18. Алабужев П.М., Геронимус В.Б., Минкевич JI.M. и др. Теория подобия и размерностей. Моделирование. М.: Высшая школа, 1968. — 254 с.

19. Алпатьев С.М., Будний А.А., Филимоненко Л.И. Капельно-инъекционный способ полива. Гидротехника и мелиарация, 1985, № 2, стр. 9-11

20. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления М.: Недра, 1982.-224 с.

21. Арст В.Х. Гидравлический расчет поливных трубопроводов для локальных поливов. Гидротехника и мелиорация. 1981. № 6. с 35 - 39.

22. Асадулаев З.М. Разработка интенсивной технологии выращивания кло-новых подвоев яблони для южной зоны питомниководства. Москва, 1988,-222с.

23. Багиров М.Н. О коэффициенте расхода отверстий в поливных трубопроводах: Научно-техническая конференция ГТФ ЛПИ им. Калинина. JL, 1964. с. 85-86.

24. Багиров М.Н. Уточненный гидравлический расчет поливных трубопроводов и приспособление для регулирования в их отверстиях величины поливных струй. Тр. /Северного научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации. 1966, вып. XXV с. 46 - 54.

25. Браверман Р.Д., Броновицкий В.Е., Новикова А.В. Капельный водовы-пуск «УзГИПРОВОДХОЗ». ЭИ / Минводхоз СССР, сер. 1, 1982, вып. 2, с. 1-4.

26. Брайнин А.Н. К расчету потерь напора в трубопроводах с переменным расходом. Сб. тр. Вопросы гидравлики / МГМИ, 1969, с 70 - 74.

27. Будаговский А.И. Впитывание воды в почву. М.: Изд. Академии Наук СССР, 1955.- 139 с.

28. Бухин В.Е. Трубы напорные из полиэтилена новая редакция ГОСТ 18599-2001 «Справочные материалы». Трубопроводы и экология, 2003, №2, с, 25-26.

29. Васильев С.В., Веригин Н.Н., Разумов Г.А., Шержуков Б.С. Фильтрация из водохранилищ и прудов. М.: Колос, 1975. - 303 с.

30. Вдовин Н.И., Волынов М.А. Особенности гидравлического расчета систем капельного орошения. Докл. ВАСХНИЛ, 1976, № 8, с. 41 — 43.

31. Вильнер Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. Минск. Высшая школа. 1976,-415с.

32. Выращивание посадочного материала на клоновых подвоях. Рекомендации. Минск. Урожай, 1988г. 31с.

33. Выращивание саженцев яблони методом зимней прививки. Рекомендации. Росагопромиздат, 1988г. 43с.

34. Высокоинтенсивное использование орошаемых земель. Новочеркасск: ЮжНИИГиМ, 1981.- 188 с.

35. Галифанов Г.Г. Трубопровод для капельного орошения. Мелиорация и водное хозяйство, 2000, № 4, с. 32 - 34.

36. Гвоздев И.В. Расчет эксплуатационных параметров трубопроводов из теплостойких пластмасс. Трубопроводы и экология, 2003, №1, с, 23-24.37,38,39,40,41

Информация о работе

Шугай, Павел Юрьевич
кандидата технических наук
Краснодар, 2005
ВАК 06.01.02

Диссертация

Режим капельного орошения школки плодовых культур при повышенных температурах окружающей среды - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы