СПОСОБ ПОДПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ
METHOD OF SUBSOIL IRRIGATION

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для орошения садов, парниковых и других сельскохозяйственных культур
Известно устройство для подпочвенного орошения [1], в котором внутрипочвенный ороситель укладывается в вырытую траншею на пленку, имеющий форму желоба. Недостатками данного технического решения являются:
- сложность производства работ;
- относительная дороговизна из-за большего расхода материала.
Наиболее близким техническим решением является устройство для подпочвенного орошения [2], в котором внутрипочвенный ороситель укладывается в корытообразный желоб, в голове которого имеется устройство для автоматического поддержания уровня. Недостатками данного технического решения являются:
- сложность строительства и необходимость тщательной планировки участка орошения;
- в экологическом плане не совсем благоприятно решение из-за использования большого количества полимерной пленки;
- относительная дороговизна.
Цель изобретения - повышение производительности и снижение срока строительства.
Поставленная цель достигается тем, что в перфорированной нижней части металлопластиковой трубки просверливаются отверстия, количество которых n зависит от водопроницаемости почвы, так что чем меньше водопроницаемость грунта, тем больше необходимо отверстий. Высота той части, на которой просверливаются отверстия, может быть 10÷30 см. Вся просверленная часть трубки обматывается фильтром для обеспечения непоступления грунта в трубку и заиления ее. Далее металлопластиковая трубка вставляется во вдавливатель и вдавливается в почву рядом с растением. Внутреннее пространство между вдавливателем и металлопластиковой трубкой может заполняться фильтрующим материалом, например песком, что усилит отвод воды в почву.
Для снижения сопротивления при вдавливании металлопластиковой трубки она имеет конусный наконечник с вогнутой поверхностью. Поверхность конусного наконечника является вогнутой, и у образующей угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота. Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей к концу увеличивается по линейному закону
,
где К - коэффициент пропорциональности; х, у - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; R - радиус основания конуса.
Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:
dy=Kxdx;
Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат х=0 и у=0, найдем С.
0=0+С; С=0.
Зная, что в конце кривой, когда х=L, где L - проекция образующей на ось Ох, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,
.
Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид
. Отсюда .
Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой образующей в декартовой системе координат можно переписать как , где R - радиус основания конуса.
Вода в металлопластиковую трубку поступает из капельниц, которые закреплены на гибком водопроводном шланге, и из отверстий, просачивается в почву, увлажняя корневую систему растения. Металлопластиковая трубка установлена вертикально, и к ней привязывается растение веревкой так, что она может служить опорной стойкой.
Такой способ строительства позволяет быстро устанавливать металлопластиковые трубки и сооружать оросительную систему, не разрушая при этом фильтр.
Длина трубки Н зависит от величины гидростатического давления h, необходимого для обеспечения выхода и фильтрации воды в почву
, где
0
отв
q - расход воды, вытекающей из одного отверстия,  q - расход воды, необходимой для обеспечения оросительной нормы; µ - коэффициент расхода, определяемый экспериментальным методом, и зависит от водопроницаемости грунта, µ=0,1÷0,001; n - количество отверстий; F - площадь отверстия; b - высота просверленной части, b=0,05÷0,3 м; а - конструктивный запас, а=0,03÷0,05 м.
Коэффициент расхода устанавливается экспериментальным методом и может быть подобран по таблице:
Вид почвы
песок
супесь
суглинок
µ - коэффициент расхода
0,1÷0,05
0,05÷0,01
0,01÷0,001
На фиг.1 изображен способ строительства подпочвенного орошения; на фиг.2 - общий вид вдавливателя в разрезе; на фиг.3 - наконечник с вогнутой криволинейной поверхностью; на фиг.4 - общий вид системы подпочвенного орошения; на фиг.5 - узел А на фиг.4.
Перфорированная металлопластиковая трубка 1 вставляется во вдавливатель 2 и вдавливается в почву 3 рядом с растением 4. Для снижения сопротивления при вдавливании металлопластиковой трубки 1 она имеет наконечник 5, а нижняя часть - отверстия 6. Отверстия 6 с наружной стороны защищаются фильтром 7. Вода в металлопластиковую трубку 1 поступает по гибкому водопроводному шлангу 8 из капельниц 9, далее просачивается из отверстий 6 и увлажняет корневую систему 10 растения 4. К металлопластиковой трубке 1 привязывается растение 4 веревкой 11. Внутреннее пространство между вдавливателем 2 и фильтром 7 может заполняться водопроницаемым материалом 12. Вдавливатель 2 имеет ручки 13. Боковая поверхность конусного наконечника может иметь вогнутую поверхность, которая имеет образующую 14.
Способ подпочвенного орошения осуществляется и работает следующим образом. В перфорированной нижней части металлопластиковой трубки 1 просверливаются отверстия 6, количество которых n зависит от водопроницаемости почвы 3, так что чем меньше водопроницаемость грунта, тем больше необходимо отверстий 6. Высота той части, на которой просверливаются отверстия 6, может быть 10÷30 см. Вся просверленная часть металлопластиковой трубки 1 обматывается фильтром 7 для обеспечения непоступления грунта в металлопластиковую трубку 1 и заиления ее. Далее металлопластиковая трубка 1 вставляется во вдавливатель 2 и вдавливается в почву 3 рядом с растением 4 (фиг.1). Для снижения сопротивления при вдавливании металлопластиковой трубки 1 она имеет конусный наконечник 5 с вогнутой поверхностью. Конусный наконечник 5 можно снимать и в случае необходимости, при многоразовом использовании, прочищать внутреннее пространство металлопластиковой трубки 1. Вода в металлопластиковую трубку 1 поступает из капельниц 9, которые закреплены на гибком водопроводном шланге 8, и из отверстий 6 просачивается в почву 2, увлажняя корневую систему 10 растения 4. Металлопластиковая трубка 1 установлена вертикально, и к ней привязывается растение 4 веревкой 11 так, что она служит опорной стойкой. Внутреннее пространство между вдавливателем 2 и фильтром 7 может заполняться водопроницаемым материалом 12.
Выход воды из металлопластиковой трубки 1 можно рассматривать как истечение из множества маленьких отверстий 6 под действием гидростатического давления воды h.
Длина трубки Н зависит от величины гидростатического давления h, необходимого для обеспечения выхода и фильтрации воды в почву
0
0
отв
где q - расход воды, вытекающей из одного отверстия, q=; q - расход воды, необходимой для обеспечения поливной нормы; µ - коэффициент расхода, определяемый экспериментальным методом, и зависит от водопроницаемости грунта, µ=0,1÷0,001; n - количество отверстий; F - площадь отверстия; b - высота просверленной части, b=0,05÷0,3 м; а - конструктивный запас, а=0,03÷0,05 м.
Поверхность конусного наконечника 5 является вогнутой, и у образующей 14 угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота. Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей 14 к концу увеличивается по линейному закону
,
где К - коэффициент пропорциональности; х, у - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; R - радиус основания конуса.
Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:
dy=Kxdx; .
Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат х=0 и у=0, найдем С.
0=0+С; С=0.
Зная, что в конце кривой, когда х=L, где L - проекция образующей на ось Ох, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,
; .
Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид
. Отсюда .
Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой в декартовой системе координат можно переписать как
где R - радиус основания конуса.
Такое техническое решение позволяет максимально повысить производительность труда и качество строительства, снизить расход воды на орошение в связи с уменьшением потерь воды на испарение. Наибольшего эффекта можно достичь в водопроницаемых грунтах.
Предлагаемым техническим решением легко создавать благоприятный воздушный, тепловой и влажностный режим почвы.
Источники информации:
1. Григоров М.С. Внутрипочвенное орошение. М.: Колос, 1983, с.25. (Аналог.)
2. АС № 1501983 СССР, МКИ A01G 25/06. Устройство внутрипочвенного орошения. П.М.Степанов, О.Е.Ясониди, З.Г.Ламердонов. Заявл. 11.05.86. Опубл. 23.08.89. Бюл. № 31. (Прототип.)