ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
IRRIGATION SYSTEM

Изобретение относится к агротехнике, а именно к системам орошения почвы.
Весьма перспективными являются оросительные системы, позволяющие осуществлять доставку воды от источника водоснабжения в почву без энергозатрат.
Среди указанных оросительных систем известны системы, в которых для доставки воды в почву используются водоподводящие элементы, обладающие капиллярными свойствами.
Известна оросительная система [RU 2125789], включающая совокупность оросительных модулей, представляющих собой сформированные в почве вертикальные каналы на глубину 0,5-2,5 м, в которых помещен материал, содержащий тонкие капилляры, например вспененный полистирол или перлит. Указанный материал в каналах расположен таким образом, что верхняя его часть находится в области корней растения, а нижняя часть достигает грунтовых вод. За счет сил капиллярного натяжения вода из нижнего горизонта поднимается вверх и увлажняет верхние слои почвы.
Недостатком рассматриваемой системы является трудоемкость выполнения глубоких вертикальных каналов, глубина которых определяется уровнем залегания грунтовых вод. Кроме того, для равномерного увлажнения орошаемого участка, особенно в случае его большой площади, требуется формирование множества вертикальных каналов, что увеличивает трудоемкость создания рассматриваемой оросительной системы.
Известна оросительная система [US 4117685], включающая расположенный выше уровня почвы резервуар, заполняемый водой, а также совокупность оросительных модулей, представляющих собой сформированные под верхним слоем почвы канавки, в которых помещен материал, обладающий капиллярными свойствами. Резервуар с помощью трубопровода соединен с одной из канавок, которая является водораспределительной и связана со всеми прочими канавками. В рассматриваемой системе вода за счет разницы уровней поступает из резервуара в водораспределительную канавку, а затем за счет капиллярного эффекта поступает во все прочие канавки, увлажняя поверхностный слой почвы.
В рассматриваемой системе не требуется копать канавки на большую глубину, при этом поступление воды не зависит от наличия грунтовых вод и условий их залегания, поскольку в качестве источника воды используется заполняемый водой резервуар.
Однако в рассматриваемой системе за счет непосредственного контакта капиллярного материала с почвой происходят значительные потери влаги, связанные с ее испарением, особенно в горячих почвах, что приводит к снижению полезного использования воды, к неравномерности распределения в почве влаги и к ограничению размеров орошаемых площадей.
Известна оросительная система [FR 2668331], выбранная авторами в качестве наиболее близкого аналога к заявляемому изобретению.
Рассматриваемая система содержит по меньшей мере один оросительный модуль, включающий мягкую оболочку с перфорационными отверстиями, заполненную наполнителем, обеспечивающим придание оболочке заданную форму, в частности форму трубы. В качестве наполнителя использованы элементы, выполненные из пористого материала, обладающего капиллярными свойствами. Система также содержит источник воды, выполненный в виде резервуара, заполненного водой, встроенного в оросительный модуль. При этом резервуар непосредственно соединен с оросительным модулем и размещен таким образом, что вода из резервуара поступает внутрь оросительного модуля без приложения внешнего давления за счет разности уровней их относительного расположения. Далее за счет капиллярного эффекта, которым обладает пористый наполнитель, вода продвигается вдоль оросительного модуля и попадает в почву через перфорационные отверстия в оболочке.
Использование в рассматриваемой системе мягкой оболочки, которая без наполнителя не держит заданную трубчатую форму, усложняет процесс укладки оросительного модуля в требуемом положении на орошаемом участке. Кроме того, непосредственная связь источника воды с оросительным модулем и обязательность расположения источника воды выше оросительного модуля ограничивает круг источников воды, которые могут быть использованы в рассматриваемой системе, в частности делает невозможным использование в качестве источника воды естественного водоема.
Задачей заявляемого изобретения является расширение круга используемых в оросительной системе источников воды и упрощение ее установки на местности.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в оросительной системе, включающей соединенный с источником воды по меньшей мере один оросительный модуль, содержащий оболочку с перфорационными отверстиями и наполнитель, обладающий капиллярными свойствами, согласно изобретению оросительный модуль расположен произвольно относительно уровня расположения источника воды, оболочка оросительного модуля имеет трубчатую форму, оросительная система дополнительно содержит подводящий трубопровод, соединяющий источник воды по меньшей мере с одним оросительным модулем, указанный подводящий трубопровод выполнен без перфорационных отверстий и также заполнен обладающим капиллярными свойствами наполнителем, размещенным с возможностью контакта с водой источника.
В частном случае выполнения изобретения оболочка имеет участок, на котором наполнитель выпущен за пределы перфорационных отверстий.
В частном случае выполнения изобретения оболочка имеет открытый конец, за пределы которого выпущен наполнитель.
В частном случае выполнения изобретения система дополнительно содержит накопительные емкости, при этом по меньшей мере часть выпущенного за пределы оболочки наполнителя помещена внутри каждой накопительной емкости.
В частном случае выполнения изобретения в качестве источника воды использован естественный водоем.
В частном случае выполнения изобретения на конце подводящего трубопровода, связанного с источником воды, установлен фильтр.
В заявляемой оросительной системе благодаря наличию оросительных модулей, включающих перфорированную оболочку и наполнитель, обладающий капиллярными свойствами, обеспечивается продвижение воды по оросительному модулю за счет капиллярного эффекта и ее поступление в почву на орошаемом участке через перфорационные отверстия в оболочке.
Принципиально важным является то, что оросительная система содержит подводящий трубопровод, не имеющий перфорационных отверстий и заполненный обладающим капиллярными свойствами наполнителем. Благодаря наличию указанного трубопровода в заявляемой системе обеспечивается доставка воды от источника к оросительному модулю за счет капиллярного эффекта без затраты энергии и вне зависимости от уровня расположения последнего по отношению к уровню расположения источника воды. При этом не требуется располагать оросительный модуль (модули) в непосредственной близости от источника воды, который может находиться на значительном удалении от орошаемого участка. Отсутствие перфорационных отверстий на поверхности подводящего трубопровода обуславливает подвод воды к орошаемому участку почвы без потерь на испарение. Указанные конструктивные особенности обуславливают расширение круга используемых в оросительной системе источников воды, в частности, позволяют использовать в качестве источника воды как резервуар с водой, так и естественный водоем.
За счет того, что в оросительном модуле используется оболочка, имеющая форму трубы, а для подвода воды к орошаемому участку используется трубопровод, упрощается процесс укладки и стыковки трубчатых элементов оросительной системы как на участке подвода воды, так и на участке орошения почвы.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при применении заявляемого изобретения, является расширение круга используемых в оросительной системе источников воды и упрощение ее установки на местности.
В том случае, когда оболочка оросительного модуля имеет участок, на котором наполнитель выпущен за пределы перфорационных отверстий, повышается влагоотдача на участке почвы, контактирующем с указанным участком модуля.
В том случае, когда оболочка имеет открытый конец, за пределы которого выпущен наполнитель, повышается влагоотдача на участке почвы, контактирующем с открытым концом модуля.
В том случае, когда система дополнительно содержит накопительные емкости, при этом выпущенный за пределы оболочки наполнитель помещен внутри накопительной емкости, в указанных емкостях накапливается вода, которая будет поступать в оросительный модуль при сильном высыхании почвы, обеспечивая ее дополнительное увлажнение.
Наиболее целесообразным является использование в заявляемой системе в качестве источника воды естественного водоема, который может находиться выше, ниже или на одном уровне с оросительным модулем (модулями) и располагаться как вблизи, так и на значительном удалении от орошаемого участка.
В случае использования в качестве источника воды естественного водоема целесообразным является, чтобы на конце подводящего трубопровода, связанного с источником воды, был установлен фильтр для предотвращения попадания в оросительную систему посторонних твердых частиц.
На фиг. 1 представлен общий вид заявляемой системы (вид сверху); на фиг. 2 представлен фрагмент оросительного модуля с накопительной емкостью.
Оросительная система (фиг.1) включает соединенные друг с другом оросительные модули 1, каждый из которых содержит оболочку 2 со сквозными перфорационными отверстиями 3 и помещенный внутри оболочки 2 наполнитель 4, обладающий капиллярными свойствами. Оболочка 2 имеет трубчатую форму и может быть выполнена преимущественно из водонепроницаемого материала, например из полиэтилена или металла. Перфорационные отверстия 3 распределены по длине модуля 1. В качестве наполнителя 4 может быть использован содержащий тонкие капилляры пористый или волокнистый материал, например вспененный полистирол, перлит, волокна целлюлозы. Оросительные модули 1 размещены на орошаемом участке почвы 5 на требуемой глубине, в частности в корнеобитаемом слое почвы.
Оросительная система также содержит источник 6 воды, в качестве которого может быть использован, в частности, естественный водоем, соединенный с помощью подводящего трубопровода 7 с одним из оросительных модулей 1 и расположенный произвольно относительно уровня расположения последнего.
Поверхность трубопровода 7 не имеет перфорационных отверстий. Внутри трубопровода 7 размещен наполнитель 4, частично выступающий за пределы выходного конца указанного трубопровода и контактирующий с водой источника 6.
На фиг.2 представлен фрагмент оросительной системы, в которой наполнитель 4 выпущен за пределы перфорационных отверстий 3 и открытого конца трубчатой оболочки 2 оросительного модуля 1 и которая дополнительно содержит ряд накопительных емкостей 8 (на фиг.2 показана одна из емкостей 8). Выпущенный за пределы перфорационных отверстий 3 накопитель 4 помещен внутри емкости 8.
Орошение почвы с помощью заявляемой системы осуществляется следующим образом.
Доставка воды от источника 6 на участок орошения 5 осуществляется по трубопроводу 7 за счет капиллярных свойств расположенного в нем наполнителя 4. При этом транспортируемая по трубопроводу 7 вода поступает на вход одного из оросительных модулей 1, соединенного с выходным концом указанного трубопровода. Далее вода продвигается по указанному оросительному модулю 1 и по всем прочим связанным с ним оросительным модулям 1 за счет капиллярных свойств наполнителя 4. Вода из оросительных модулей 1 через перфорационные отверстия 3 в оболочках 2 попадает в почву, увлажняя ее. Часть воды накапливается в емкостях 8 и при сильном высыхании почвы поступает в оросительные модули 1, обеспечивая дополнительное увлажнение почвы.