Министерство сельского хозяйства РФ Департамент научно технологической политики

Министерство сельского хозяйства РФ Департамент научно технологической политики и образования ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный аграрный университет» ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА МАГИСТРА ВКРМ. 01. 280400. 68. 192. 008 Направление 280100 «Природообустройство и водопользование» (код) (наименование направления подготовки) Магистерская программа 280401 «Мелиорация, рекультивация и охрана земель» (код) (наименование программы) Тема ВКРМ: Оценка показателей надежности систем капельного орошения МАГИСТРАНТ В. О. ФЕОФАНОВ ИНИЦИАЛЫ, ФАМИЛИЯ НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ МАГИСТРАНТА Д. Т. Н. , ПРОФЕССОР А. Д. АХМЕДОВ ДОЛЖНОСТЬ, УЧ. СТЕПЕНЬ, ЗВАНИЕ ИНИЦИАЛЫ, ФАМИЛИЯ НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ АКАДЕМИК РАСХН, Д. Т. Н. , ПРОФЕССОР М. С. ГРИГОРОВ ДОЛЖНОСТЬ, УЧ. СТЕПЕНЬ, ЗВАНИЕ ИНИЦИАЛЫ, ФАМИЛИЯ

Цель ВКРМ: Целью работы является повышение надежности систем капельного орошения путем повышения надежности элементов поливной сети. В связи с этим необходимо было решить следующие задачи: разработать и уточнить показатели качества и надежности элементов поливной сети и провести апробирование их на системах капельного орошения; установить технологические и эксплуатационные факторы, влияющие на работоспособность элемен тов поливной сети систем капельного орошения; получить расчетные зависимости, характеризующие работоспособность элементов поливной сети систем капельного орошения при эксплуатации;

На защиту выносятся: методика определения показателей каче ства и надежности элементов поливной сети систем капельного оро шения; рекомендации по повышению работоспособности элементов по ливной сети систем капельного орошения; рекомендации по проектированию систем капельного орошения с учетом показателей надежности и качества.

Научная новизна. Разработана методика определения показате лей качества и надежности элементов поливной сети применительно к системам капельного орошения. На основании натурных наблюдений за работоспособностью элементов поливной сети систем капельного орошения удалось установить влияние технологических и эксплуатационных факторов на их работоспособность, получить законы их безотказной работы, разрабо тать предложения по повышению их работоспособности.

Практическое значение работы заключается в следующем: Предложенная методика определения показателей надежности и качества позволяет провести количественную оценку работоспособного состояния элементов поливной сети систем капельного ороше ния при изготовлении и эксплуатации. Запроектировать систему капельного орошения с уровнем надежности, обеспечивающим проектную урожайность сельскохозяйственных культур. Данные о законах безотказной работы элементов поливной сети позволяют назначить оптимальные периоды ремонтно профилактических мероприятий, а также необходимое количество запасных эле ментов ля поддержания поливной д сети на заданном уровне надежности.

Схема системы капельного орошения: И источник орошения; НС насосная станция; Ф фильтр; МГ магистральный трубопровод; РТ распределительный трубопровод; УТ участковый трубопровод; ПТ поливной трубопровод.

Схема к определению коэффициента технологической равномерности расходов капельных водовыпусков.

Схема к определению коэффициента равномерности раздачи расхода капельных водовыпусков поливного трубопровода в условиях эксплуатации: а схема распределения расходов в условиях эксплуатации; б интегральная кривая

а расходно напорная характеристика капельных водовыпусков «Аквагау» ; б графики распределения расходов капельных водовыпусков «Аквагау» ; __ нормальный закон; ○ опытные данные

а расходно напорная характеристика капельных водовыпусков «Лин» б графики распределения расходов капельных водовыпусков «Лин» : ____ нормальный закон; о опытные данные Стр з 8 -43

а расходно напорная характеристика капельных водовыпусков «Гидролайн» ; б графики распределения расходов капельных водовыпусков «Гидролайн» : _____ нормальный закон; ○ опытные данные

а расходно напорная характеристика капельных водовыпусков «Нетафим» ; б графики распределения расходов капельных водовыпусков «Нетафим» : _____ нормальный закон; ○ опытные данные

а расходно напорная характеристика капельных водовыпусков «Лабирин» ; б графики распределения расходов капельных водовыпусков «Лабирин» : _____ нормальный закон; ○ опытные данные

Изменение гидравлических характеристик капельных водовыпусков в зависимости от напора Капельница H, МПа qc, л/ч Gq, л/ч υq KT коэффициент равномерности расхода 1 Аквагау 2 0, 040 0, 079 0, 030 0, 152 0, 190 0, 259 0, 012 0, 030 0, 048 0, 067 0, 087 0, 105 0, 024 0, 067 0, 112 0, 141 0, 193 0, 237 0, 270 0, 450 0, 069 0, 093 0, 112 0, 147 0, 207 0, 130 0, 192 0, 273 3 2, 01 2, 34 3, 05 3, 10 3, 35 3, 80 4, 75 5, 04 5, 32 6, 08 6, 75 7, 06 2, 68 3, 18 4, 56 5, 33 6, 07 7, 76 3, 24 4, 14 4, 94 5, 21 6, 38 8, 04 4, 65 4, 84 5, 20 4 0, 50 0, 48 0, 61 0, 76 1, 09 0, 86 1, 01 1, 03 1, 49 0, 75 0, 98 1, 12 0, 87 1, 02 1, 32 1, 73 0, 49 0, 56 0, 68 1, 18 1, 66 2, 44 0, 93 0, 61 1, 05 5 0, 25 0, 16 0, 18 0, 20 0, 23 0, 17 0, 19 0, 17 0, 22 0, 21 0, 45 0, 31 0, 24 0, 16 0, 17 0, 19 0, 22 0, 15 0, 14 0, 23 0, 26 0, 30 0, 20 0, 13 0, 20 6 0, 65 0, 78 0, 76 0, 74 0, 71 0, 67 0, 75 0, 73 0, 75 0, 69 0, 70 0, 42 0, 58 0, 66 0, 75 0, 73 0, 69 0, 78 0, 79 0, 67 0, 64 0, 59 0, 71 0, 81 0, 71 Гидролайн Нетофим Лабирин Лин

Схема системы капельного орошения и опытного участка Стр 48 1 водохранилище; 2 насосная станция 1 го подъема; 3 напорный трубопровод; 4 бассейн; 5 насосная станция II го подъема; 6 фильтр ФПЗ; 7 фильтр ФНС; 8 распределительный трубопро вод; 9 участковый трубопровод; 10 поливные трубопроводы.

Изменение во времени мутности воды в источнике орошения и после соответствующей очистки Водоисточник puмг/л 1 27, 50 176, 40 1260, 30 327, 70 234, 20 368, 50 470, 00 1410, 00 330, 30 130, 40 159, 30 143, 20 113, 20 146, 30 67, 60 9, 00 92, 50 12, 00 6, 20 2, 50 3, 50 4, 50 3, 50 8, 67 3, 80 17, 20 12, 33 8, 90 p 1 мг/л 2 12, 45 37, 50 22, 10 33, 55 42, 15 58, 38 34, 00 15, 10 47, 00 26, 20 129, 00 97, 90 33, 40 89, 00 2, 50 4, 90 87, 70 9, 30 4, 60 2, 00 3, 30 3, 00 2, 30 5, 74 3, 30 18, 00 12, 17 8, 60 Песчано гравийный фильтр без промывки t, c с промывкой t, c 3 4 30 180 330 480 600 850 870 0 915 45 990 120 1020 150 845 165 1050 180 1100 230 1180 315 1215 345 1245 375 1275 420 1335 465 525 540 600 720 780 1365 810 1500 885 1320 1350 1410 p 2 мг/л 5 7, 20 54, 30 4, 63 2, 20 2, 50 10, 50 17, 00 13, 20 12, 80 59, 20 7, 20 6, 90 9, 15 2, 20 5, 50 0, 90 0, 80 3, 40 1, 20 4, 75 3, 10 5, 40 12, 00 8, 40 Сетчатый фильтр без промывки t, c с промывкой t, c 6 7 30 180 210 0 265 45 330 120 360 150 375 165 390 180 440 230 525 315 555 345 585 375 630 420 675 465 735 525 750 540 810 600 930 720 990 780 1005 810 1125 885 1560 1320 1590 1350 1650 1410

Частота распределения расходов капельных водовыпусков "Аквагау" во времени при очистке воды песчано гравийным фильтром ______ нормальный закон; ○ опытные данные

Частота распределения расходов капельных водовыпусков "Аквагау" во времени при очистке воды сетчатым фильтром: ____ нормальный закон; ○ опытные данные

Схемы соединения трубопроводов: а диаметр участкового трубопровода Dyт = consi б диаметр участкового трубопровода Dyт≠const в Т образная схема Dyт= const УТ участковый трубопровод; ПТ поливной трубопровод

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ 1. В результате натурных наблюдений за работоспособностью элементов поливной сети систем капельного орошения при разных способах очистки воды установлено, что главное влияние на их ра ботоспособность оказывает технологический разброс расходов капель ных водовыпусков, конструктивные особенности водовыпусков и сте пень очистки воды. 2. Для удовлетворительной работы капельных водовыпусков в усло виях эксплуатации необходимо, чтобы технологический коэффициент вариации их расходов не превышал 0, 17. Чтобы система была длительное время работоспособной и эконо мически эффективной, нужно чтобы крупность взвешенных частиц, по ступающих в систему после очистки воды, была не более 0, 25 мм. 3. Капельные водовыпуски "Аквагау", "Лин" и "Гидролайн" мо гут эффективно работать при очистке воды сетчатым фильтром с раз мером ячеек 0, 25 мм. Капельные водовыпуски "Нетофит" могут работать при очистке воды песчано гравийным фильтром, при мутности воды в источнике орошения не больше 350 мг/л. При большей мутности возникает силь ная вариация расходов водовыпусков.

4. Наработку капельных водовыпусков можно повысить на 30%, оборудовав поливные трубопроводы автоматическими промывными уст ройствами. 5. Доказано, чтобы система была экономически эффективной, веро ятность безотказной подачи воды растениям должна быть. Pc(t)≥ 0, 80 и равномерность полива растений Крс≥ 0, 75. 6. Экономи ческая эффективность получена 4540 руб/га в год за счет уменьше ния эксплуатационных затрат.