ОСУШИТЕЛЬНО-УВЛАЖНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
COMBINED IRRIGATION SYSTEM

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при использовании земель, осушаемых закрытым дренажем.
Известна осушительно-увлажнительная система, включающая закрытые дрены, сопряженные с коллекторами, выведенными в емкости-накопители дренажного стока, а также сеть оросительных каналов для дождевальных машин (Авт. св. СССР №1375728, МПК E02B 11/00, 1988 г.).
Недостатками этой осушительно-увлажнительной системы являются ее большая стоимость, связанная со строительством на одном участке двух систем, снижение коэффициента земельного использование (КЗИ), образование поверхностного стока во время полива.
Известна осушительно-увлажнительная система, включающая закрытые дрены, сопряженные с коллекторами, оборудованными колодцами- накопителями дренажного стока, к которым подключены передвижные дождевальные установки (Б.С. Маслов, И.В. Минаев, К,В. Губер, Справочник по мелиорации, М., Росагропромиздат 1989 г., с. 83).
Недостатком этой системы является проведение периодических поливов большими нормами с высокой интенсивностью дождя. Это приводит к образованию поверхностного стока, разрушению почвенной структуры. Дренажная вода, используемая для полива, содержит пестициды и другие загрязняющие вещества. Для этой системы характерно снижение КЗИ в связи с необходимостью устройства подъездных путей для техники.
Устранить указанные недостатки позволит предлагаемая осушительно-увлажнительная система, включающая закрытые дрены, сопряженные с коллекторами, оборудованными колодцами-накопителями дренажного стока, к которым подключены дождевальные установки, в которой, согласно предлагаемому изобретению, на каждом колодце-накопителе смонтирована стационарная дождевальная установка, представляющая собой установленные на раме силовой агрегат, водяной насос, компрессор с регулируемой подачей воздуха и дождеватель, состоящий из смесительной камеры с выпускным оголовком, ко входу которой подключен компрессор, а водяной насос сопряжен с форсункой, смонтированной на выходе из смесительной камеры в оголовок, установленный с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и снабженный двумя соединенными с ним шарнирно диаметрально направленными разбрызгивающими насадками.
Кроме того, в смесительной камере в зоне подачи воздуха из компрессора могут быть установлены остроконечные электроды, подключенные к источнику высокого напряжения.
Новый положительный результат от применения предложенной осушительно-увлажнительной системы состоит в том, что стационарное размещение дождевателей на каждом колодце-накопителе повышает КЗИ, позволяет производить частые поливы нормами, возмещающими суточную эвапотранспирацию поля при постоянном возобновлении запаса воды в системе, а подача уменьшенной поливной нормы в виде аэрозоля с размером капель до 100 мк через оголовок с разбрызгивающими насадками, вращающимися с заданной скоростью, позволяет снизить интенсивность подачи воды до уровня, исключающего разрушение структуры почвы и образование стока. При этом обогащение диспергированной воды озоном с помощью возможных электродов повышает интенсивность окисления загрязняющих веществ и обеспечивает снижение их содержания в оросительной воде.
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид осушительно-увлажнительной системы, на фиг. 2 - разрез коллектора с колодцем-накопителем, на фиг. 3. - колодец-накопитель с дождевальной установкой, на фиг. 4 - оголовок дождевателя в исходном положении, на фиг. 5 - оголовок дождевателя в рабочем положении.
Осушительно-увлажнительная система располагается на участке 1 и включает дрены 2, сопряженные с закрытыми коллекторами 3, снабженными колодцами-накопителями 4, на которых смонтированы дождевальные установки 5. Коллекторы 3 выведены в канал 6. Дождевальная установка 5 представляет собой раму 7, на которой смонтированы компрессор 8 с регулируемой подачей воздуха, дождеватель 9, насос 10 и силовой агрегат 11. Дождеватель 9 состоит из смесительной камеры 12 и оголовка 13 с разбрызгивающими насадками 14. Оголовок 13 установлен на подшипнике 15 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости. Насадки 14 расположены диаметрально и сопряжены с оголовком 13 шарнирами 16. Компрессор 8 подключен трубкой 17 к соплу 18, расположенному в нижней части камеры 12. Напорный шланг 19 насоса 10 связан с форсункой 20, установленной на выходе из камеры 12 в оголовок 13, а шланг 21, подключенный к водозаборной линии насоса, опущен на дно колодца 4. В стенки камеры 12 в зоне выхода воздуха из сопла 18 могут быть вмонтированы электроды 22, подключенные к источнику высокого напряжения. Шарнирное соединение оголовка 13 снабжено фиксатором 23.
Работа осушительно-увлажнительной системы осуществляется в следующем порядке:
После завершения весеннего половодья и отвода с поверхности участка 1 талых вод происходит отток избыточных вод из почвенного слоя данного участка. Вода поступает из дрен 2 в коллекторы 3 и заполняет полости колодцев-накопителей 4. Избыток воды стекает по коллектору 3 в канал 6.
Многочисленными исследованиями установлено, что на осушаемых землях уже к началу июля отмечается дефицит влаги в корнеобитаемом слое почвы, что делает необходимым проведения поливов. Особенностью предлагаемой системы является то, что орошение посевов начинают еще до возникновения дефицита влажности. При понижении уровня запасов влаги в пахотном слое (15-20 см) до уровня 60% НВ начинают работать дождевальные установки 5. Включают силовой агрегат 11, который вырабатывает электроэнергию, поступающую к насосу 10, компрессору 8 и через преобразователь напряжения на электроды 22. Насос 10 забирает воду шлангом 21 из колодца-накопителя 4 и по напорному шлангу 19 подает в форсунку 20. Одновременно компрессор 8 подает сжатый воздух по трубке 17 в сопло 18. Поток воздуха, проходя между электродами 22 и подвергаясь воздействию коронных разрядов, обогащается озоном. На выходе из смесительной камеры 12 поток воздуха, захватывая подаваемую через форсунку 20 воду, образует аэрозоль, который через оголовок 13 и насадки 14 поступает на поле.
При этом насадки 14 в шарнирах 16 оголовка 13 устанавливают в горизонтальной плоскости со смещением от линии диаметра в противоположные стороны и закрепляют их положение фиксаторами 23. Это обеспечивает вращение оголовка 13 на подшипнике 15 за счет использования реактивной силы струй, истекающих из насадок 14. Скорость вращения оголовка регулируют, изменяя угол поворота насадок 14 в шарнирах 16 в горизонтальной плоскости. Дальность выброса аэрозоля задается изменением интенсивности потока воздуха и составляет 50-100 м.
Распыление воды под действием потока воздуха обеспечивает ее диспергирование на капли размером 70-100 мк. При такой дисперсности воды в сочетании с возможным обогащением воздуха озоном значительно возрастает окислительная способность аэрозоля, что обеспечивает увеличение его разрушающего воздействия на пестициды и другие загрязняющие вещества, содержащиеся в дренажной воде. Поливы проводятся небольшими нормами, компенсирующими эвапотранспирацию поля. Это позволяет экономно расходовать запасы воды из колодцев 4 с постоянным их пополнением водой, поступающей из дрен 2. При этом влажность почвы в пахотном слое поддерживается на благоприятном для растений уровне. Подача воды небольшими нормами в виде аэрозоля исключает возможность возникновения поверхностного стока и разрушения структуры почвы.
Таким образом, применение предложенной осушительно-увлажнительной системы исключает возможность возникновения дефицита влаги на поле в жаркий период вегетации при одновременном предотвращении формирования стока и разрушения структуры почвы, а также снижении содержания в оросительной воде загрязняющих веществ. Повышение КЗИ достигается отсутствием на поле подъездных дорог и площадок для размещения поливной техники у колодцев.