ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
IRRIGATION SYSTEM

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для осушения и обводнения сельскохозяйственных угодий, а также в системе автоматизации как совмещенная система оросительно-осушительной сети.
Известна осушительно-увлажнительная система, включающая закрытые дрены, коллекторы, открытые каналы и узел соединения дрены с коллектором, путем создания одинакового напора в местах дрен с коллектором, узел соединения дрены с коллектором выполнен в виде вертикально установленной трубы с герметично закрытым верхним концом и гибкой диафрагмой, перекрывающей выход дрены в коллектор, при этом наддиафрагменные полости труб соединены между собой трубопроводом, верхний конец которого сообщен с грунтовыми водами посредством фильтра, размещенного на середине полосы между каналом и дреной, занимающей наивысшее положение на мелиорируемом участке на глубине заложения дрены, а нижний конец трубопровода оборудован задвижкой, размещенной в наинизшей точке участка на глубине ниже уровня последней по уклону дрены (Авторское свидетельство SU №1441018, E02B 11/00 от 30.11.1988).
Недостаток данной системы - высокие затраты на строительство и эксплуатацию. Кроме того, нижний конец трубопровода оборудован ручной задвижкой, размещенной в наинизшей точке участка на глубине ниже уровня последней по уклону дрены, а значит, это не позволяет осуществлять регулирование водного режима культурных растений, где необходимо в автоматическом режиме повысить эффективность ее работы.
Известна осушительно-увлажнительная система, включающая осушительный и увлажнительный каналы, смотровой колодец с регулятором уровня воды и смотровой колодец без регулятора уровня воды, осушительный и увлажнительный коллекторы с подключенными к ним дренами верхнего и нижнего яруса, причем дрены верхнего яруса соединены с дренами нижнего яруса вертикальными стояками с боковыми коленообразными отводами (Авторское свидетельство SU №1147825, E02B 11/00 от 30.03.1985).
Недостаток этой системы - высокие затраты на строительство и эксплуатацию. Кроме того, эта система не позволяет осуществлять комбинирование регулирование способ полива в оросительный период в автоматическом режиме регулирование водного режима культурных растений.
Известна двухъярусная дренажная система, включающая дрены верхнего и нижнего ярусов, подключенные к открытому собирателю через колодец-регулятор уровня, она снабжена закрытыми коллекторами соответственно верхнего и нижнего ярусов дрен, закольцованными между собой посредством колодцев-регуляторов (Авторское свидетельство SU №1629391, E02B 11/00 от 23.09.1991).
Однако хотя установленные в колодцах 5 регуляторы 8 УГВ при закольцованных коллекторах 3 и 4 автоматически регулируют уровень грунтовых вод на участке двухъярусного дренажа, возникает сложность ее конструкции управления и связи дрен верхнего и нижнего ярусов, а это не позволяет в автоматическом режиме регулирование водного режима культурных растений, как совмещенная система оросительно-осушительной сети, т.е. осуществлять комбинированные способы полива в заданный период времени.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является оросительная система, состоящая из водопроводящего и водоотводящего каналов, водоприемного колодца с регулятором уровня воды, верхнего и нижнего яруса дрен и дренажного коллектора, где дрена нижнего яруса проложена под водопроводящим каналом, а к ней присоединен дренажный коллектор, который посредством вертикальных стояков соединен с водоприемным колодцем и дренами верхнего яруса, причем в устье и истоке коллектора установлены обратные клапаны (Авторское свидетельство SU №2163067, A01G 25/06, E02B 11/00 от 20.02.2001).
Недостатком данной системы является наличие установки в устье установки обратного клапана в коллекторе и не учитывающего изменения расхода регулятора уровня воды водоприемного колодца, а также отсутствует гидравлическая связь с устьем коллектора. Наличие только данного обратного клапана существенно усложняет регулирование водного режима почв. Кроме того, это исключает возможность автоматического управления между элементами колодца с регулятором уровня воды и колодца с обратным клапаном в устье коллектора, т.е. не предусмотрена данная автоматическая связь и невозможность повысить эффективность системы, и возможно только одного заполнения колодца заданного объема в виде технологического колодца с регулятором уровня воды.
Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы за счет обеспечения подачи воды по заданной программе со сбросным колодцем устья коллектора.
Технический результат достигается тем, что оросительная система, включающая водопроводящий и водоотводящий каналы, водоприемный колодец с регулятором уровня воды, верхнего и нижнего яруса дрен и дренажного коллектора, дрена нижнего яруса проложена под водопроводящим каналом, а к ней присоединен дренажный коллектор, который посредством вертикальных стояков соединен с водоприемным колодцем и дренами верхнего яруса и обратный клапан, система снабжена переливной трубой, которая расположена в одной горизонтальной плоскости на высоте выше уровня расположения верхнего яруса и переливная труба одним концом соединена с водоприемным колодцем, другим концом - со сбросным колодцем устья коллектора, при этом сбросной колодец вертикальной перегородкой разделен на отстойную камеру с отводящей трубой и дренажный колодец, причем конец устья коллектора изогнут книзу, расположен в дренажном колодце и снабжен клапаном, жестко связанным через тягу с рычагом, закрепленным на перегородке, на одном конце рычага установлена приемная емкость, расположенная ниже сливного конца переливной трубы, а другой конец рычага снабжен противовесом.
Кроме того, трубопровод, сообщающийся с регулятором уровня воды и с водопроводящим каналом, снабжен посредством размещения на оголовке клапана, обеспечивая прекращение поступления воды в колодец с регулятором уровня воды.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема оросительной системы; на фиг. 2 - кинематическая схема рычажного привода, используемого в колодце устья коллектора.
Оросительная система состоит из водопроводящего 1 и водоотводящего 2 каналов, водоприемного колодца 3 с регулятором уровня воды 4, сообщающегося при помощи трубопровода 5, входной оголовок которого снабжен клапаном 6 с водопроводящим каналом 1, дрен верхнего 7 и нижнего 8 яруса, коллектора 9, подсоединенного к дрене нижнего яруса 8 и при помощи вертикальных стояков 10 соединенного с дренами верхнего яруса и водоприемным колодцем. Колодец 3 связан через стояк 11 с коллектором 9. В истоке коллектора 9 установлен обратный клапан 12, а в устье коллектора 9 установлен сбросной колодец 13. Сбросной колодец 13 содержит вертикальную перегородку 14, которая делит его на водоприемную 15 и переливную 16 камеры. Водоприемная камера 15 снабжена отводящей трубой 17 и приемной емкостью 18, последняя закреплена на одном конце рычага 19, на другом конце его, размещенном в переливной 16 камере, закреплен противовес 20 и прикреплена шарнирно верхним концом тяга 21, к нижнему концу которой жестко прикреплен клапан 22. Тяга 21 размещена в направляющей 23.
В верхней части выше стояков 10 расположена переливная труба 24 с регулируемым краном 25, соединяющая водоприемный колодец 3 с водоприемной камерой 15 сбросного колодца 13. Конец переливной трубы 24, расположенный в водоприемной камере 15, размещен непосредственно над приемной емкостью 18 и выполнен в виде изогнутого колена 26 книзу. Конец коллектора 9 в переливной камере 16 выполнен в виде седла клапана и снабжен клапаном 22.
Работа оросительной системы осуществляется в двух режимах.
В режиме орошения регулятор уровня воды 4 в колодце 3 устанавливают на необходимый уровень, открывают трубопровод 5 клапаном 6. Горизонтально расположенная переливная труба 24 закреплена так, что для забора воды из колодца 3 открывают регулируемый кран 25, вследствие чего вода поступает через переливную трубу 24 и заполняет приемную емкость 18. Наполненная водой приемная емкость 18 под действием своего веса опускается вниз и поворачивает рычаг 19, а через него перемещает тягу 20 и соответственно клапан 22, который плотно перекрывает открытый выполненный в виде седла клапана конец коллектора 9, тем самым исключается сброс воды в водоотводящий 2 канал во время поступления воды из водопроводящего 1 канала в колодец 3 и через вертикальный стояк 11 попадает в коллектор 9 и двигается по нему. При закрытом клапане 21 конца коллектора 9 во время поступления воды через переливную трубу 23 в приемную емкость 18, заполняется также водоприемная камера 15 до уровня, на котором расположено сливное отверстие отводящей трубы 17, выполненное в вертикальной перегородке 14. Избыток воды через отводящую трубу 17 перетекает в переливную камеру 16, откуда вода поступает в водоотводящий 2 канал. Под действием напора вода поднимается из коллектора 9 и через стояки 11 попадает в дрены 7, т.е. выше плоскости установки стояков 11, в результате происходит увлажнение корнеобитаемого слоя почвы при постоянной величине напора и расхода, которое обеспечивает работа сбросного колодца 13 устья коллектора 9, а излишки воды из водоприемной камеры 15 постоянно сбрасываются через трубы 17 в переливную камеру 16. Закольцованность коллектором 9 колодцев 3 и 13 позволяет осуществлять сброс излишек воды постоянно протекающую через переливную трубу 24, которая заполняет водой водоприемную камеру 15 одновременно. Приемная камера 15 в сбросном колодце 13 автоматически регулирует уровень воды, сливающейся из приемной емкости 18.
Для перевода системы на работу в режиме осушения отключают оголовок трубопровода 5 с помощью закрытия клапана 6 (или регулируемого крана 25). Приток воды в колодец 3 с регулятором 4 прекращается из канала 1, соответственно прекращается поступление воды в переливную трубу 24, регулируемый кран тоже закрывают, т.е. прекращается поступление воды в приемную емкость 18, но и из этой емкости вытекает вода в приемную камеру 15 и ее заполняет, остаток (излишки) воды далее проходит через переливную трубу 24 в переливную 16 камеру, т.е. приемная емкость 18 постепенно опорожняется, нагрузка на плечо рычага 19 уменьшается и он под воздействием противовеса 20 начинает поворачиваться. Этот поворот рычага вызывает перемещение тяги 21 вниз, что приводит к отходу клапана 22 от седла и открытию устья коллектора 9 в переливной 16 камере колодца 13. Мелкий дренаж перехватывает избыточную воду осадков и поливов, а дрена под каналом обеспечивает перехват фильтрационного потока из водопроводящего канала. Таким образом, в процессе осушения корнеобитаемого слоя почвы устье коллектора автоматически открыто за счет связи клапана с рычагом и опорожнения приемной емкости от воды, и поэтому не препятствует поступлению избыточных вод по дренам в коллектор.
Такая компоновка системы позволяет производить увлажнение корнеобитаемого слоя почвы при перехвате фильтрационного тока в грунтовые воды, позволяющая сбрасывать определенную часть воды (при необходимости увлажнения почвы) из коллектора в дрены за счет управления переливной трубой 24 с приемной емкостью 18 через рычаг 19 с клапаном 22 и колодца 13 с его элементами.
Таким образом, используя предлагаемое техническое решение, можно осуществлять и орошение корневой системы растений, и осушение почвы, при этом система более надежна и эффективна в устранении процессами регулирования сети на системе по сравнению с известными системами с подпочвенным увлажнением, уменьшается поднятие уровня грунтовых вод и развитие процессов вторичного засоления, т.е. позволяет повысить эффективность ее работы. Кроме того, преимущество предлагаемой системы: удобство и возможность регулирования в автоматическом режиме работы устья коллектора и программы изменения двух режимов.