Результат интеллектуальной деятельности: Система локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гидромелиорации, и может быть использовано при орошении многолетних плодовых насаждений.

Известно устройство для комбинированного микроорошения, включающее корпус с крышкой, капельным и микродождевальным водовыпусками и механизмом переключения в виде подпружиненного клапана со штоком, в котором, механизм переключения снабжен фиксатором рабочих положений клапана, выполненным в виде установленного в верхней части штока диска с зубчатым венцом и пазами на боковой поверхности и соответствующих им диска с зубчатым венцом, установленного на внутренней поверхности крышки, и направляющих выступов, выполненных на внутренней поверхности верхней части корпуса (Патент RU № 2129775. Опубл. 10.05.1999).

К недостаткам известного технического решения следует отнести, во-первых, отсутствие возможности проводить внутрипочвенное орошение, а, во-вторых, необходимость многократной подачи оросительной воды под высоким давлением в качестве командных импульсов. Все это приводит к гидравлическим разрывам гибких поливных трубопроводов систем малообъемного орошения.

Известна система капельного орошения, включающая водоисточник, насосную станцию с фильтрами и оросительную сеть в виде поливных трубопроводов с капельницами, причем по крайней мере один поливной трубопровод с капельницами снабжен насадками для мелкодисперсного распыла растворенных в воде макро- и микроэлементов, гербицидов, фунгицидов и кислот, в котором, насадки размещены на телескопических штангах с возможностью изменения положения по высоте над уровнем почвы, при этом каждая насадка с поливным трубопроводом соединена посредством рукава и тройника и имеет диффузор, выполненный единой деталью с корпусом, мембрану из упругого эластичного материала, регулировочный винт с иглой на конце и гайку с ребром жесткости, соединенную с корпусом, причем мембрана смонтирована на игле регулировочного винта с возможностью сопряжения с конической полостью диффузора; шаг размещения насадок на поливном трубопроводе в 3-4 раза больше предельного радиуса распыла воды насадкой; угол раствора конической полости диффузора выполнен меньше 90°; угол раствора конической полости диффузора выполнен больше 90°, но меньше 180°; диаметр мембраны в 1,05-1,15 раз больше диаметра диффузора (Патент RU № 2322047. Опубл. 20.04.2008).

К недостаткам известного технического решения следует отнести невозможность обеспечения благоприятного режима орошения для растений с сильно развитой корневой системой.

Известны системы капельного орошения (СКО) применяемые в предгорных районах на больших уклонах (0,3) в районах с недостаточной водообеспеченностью на участках с изрезанным рельефом, легкими почвами, почвами подверженными водной эрозии, а также там, где имеются малодебитные источники чистой воды. (Капельное орошение (пособие к СНИП 2.06.03-85) «Мелиоративные системы и сооружения», Москва 1986, В/О «Союз водопроект»), включающие водозаборные сооружения, напорообразующие узлы, (насосная станция), блоки автоматизации поливов, фильтры, водомерное оборудование, устройство для смешивания и дозирования удобрений, распределительные и оросительные трубопроводы, капельницы.

К недостаткам известного способа следует отнести ограниченные функциональные возможности, применение возможно только на участках в предгорных районах с перепадами или большими уклонами поверхности почвы.

Известна система внутрипочвенного очагового орошения, включающая магистральный канал или водовод, распределительный и поливной оросительный с заглушкой в конце трубопроводы, очаговые увлажнители из перфорированных трубок в корнеобитаемой зоне, водомерное оборудование, устройство для смешивания и дозирования удобрений, при этом распределительный трубопровод снабжен кранами с градуировкой расхода воды, оросительный трубопровод образован отрезками гибких трубок, последовательно соединяющих увлажнители, и имеет уклон к концу ряда посадок, увлажнители выполнены из открытых полиэтиленовых трубок длиной не менее 600 мм с двумя отводами на уровне 200 мм от верхнего конца с присоединением к последним гибких трубок для поступления поливной воды из водоприемника, свободно устанавливаемого над горизонталью посадок и соединенного с кранами, и имеющих перфорацию на нижнем конце с диаметром отверстий 2-3 мм, а водоприемник является гасителем давления воды из распределительного трубопровода, обеспечивает направление ее в обе стороны от него по ряду посадок и создает необходимое давление в оросительном трубопроводе, при этом увлажнители углубляются в почву стержнем, снабженным конусным наконечником, рукояткой и упором и вставляемым внутрь их открытой трубки с возможностью его выемки (Патент RU № 2337528, опубл. 10.11.2008).

К недостаткам данной системы следует отнести неравномерное увлажнение почвы в корнеобитаемой зоне.

За прототип выбрана система внутрипочвенного орошения плодово-ягодных и лесных культур, включающая водоисточник, водовод, распределительный и поливной оросительный трубопроводы, очаговые увлажнители в корнеобитаемой зоне, водомерное оборудование, устройство для смешивания и дозирования удобрений, отличающаяся тем, что оросительная система у водоисточника оборудована аванкамерой-отстойником с сороудерживающими и рыбозащитными сооружениями, насосной станцией, гидравлически соединенной напорным трубопроводом с водонапорной башней-отстойником, проточным электроактиватором воды, гидроподкормщиком, распределительным и поливными трубопроводами, имеющими отводки к очаговым увлажнителям, распределительный и поливные трубопроводы уложены на глубине а=50…60 см от поверхности земли, поливные трубопроводы размещены от осевой линии посадок на расстоянии l=2…2,5 м, увлажнители в виде грабельной решетки из труб размещены на глубине h=15…20 см, в месте соединения отводков с грабельной решеткой установлен регулятор расхода, управляемый с поверхности земли и имеющий регулировочную шкалу, увлажнители выполнены из полимерного материала, стойкого к коррозии, и имеют перфорацию, выполненную по всей поверхности, проточный электроактиватор воды включает коаксиально расположенные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, при этом наружный электрод, выполняющий функцию корпуса, имеет форму полого цилиндра с присоединительными резьбовыми наконечниками, устанавливаемыми в резьбовых выточках подводящего и отводящего трубопроводов, а внутренний электрод представляет собой лепестковый направитель потока воды, при этом лепестки, выполненные по логарифмической спирали, размещены внутри корпуса по винтовой линии левосторонней направленности. (Патент RU, № 2152710, опубл. 20.07.2000).

К недостаткам данной системы, принятой нами в качестве прототипа, относят ограниченные функциональные возможности, выражающиеся в потерях давления по длине очагового гребенчатого увлажнителя, что приводит к неравномерности распределения влаги в корнеобитаемом слое при поливе.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - создание эффективной системы локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений для обеспечения их оптимального водного режима.

Технический результат - направленное равномерное локальное распределение влаги в корнеобитаемом слое почвы, выравнивание напора и нормализация давления в системе локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений.

Технический результат достигается тем, что в система локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений, включающая водоисточник, распределительный и поливной оросительный трубопроводы, увлажнители, водомерное оборудование, насосную станцию, гидравлически соединенную напорным трубопроводом с гидроподкормщиком, распределительным и поливными трубопроводами, отличается тем, что распределительные и поливные трубопроводы расположены на поверхности почвы с заглушками на концах, по всей длине поливных трубопроводов вмонтированы гибкие микротрубки с шагом 3000-4000 мм, соединенные с внутрипочвенными увлажнителями, выполненными гофрированными с односторонней перфорацией в диаметре до 3,5 мм с шагом 150 мм по всей длине и уложенными по кругу посадочной лунки на глубину 40-50 см, при этом система локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений дополнительно оборудована устройством подготовки поливной воды, включающей гидроциклон, блок дисковых и сетчатых фильтров.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения, влияющими на получение технического результата, являются конструктивные особенности системы.

Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 показана оросительная система в плане, на фиг. 2 - внутрипочвенный увлажнитель.

Система локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений на фигуре включает водоисточник 1, насос 2, напорный трубопровод 3, накопительный резервуар 4, насосную станцию 5, устройство подготовки поливной воды 6, состоящее из гидроциклона и блока дисковых и сетчатых фильтров, магистральный трубопровод 7, распределительный трубопровод 8 и поливной трубопровод 9 с запорной арматурой 10 и заглушками 11 на концах трубопровода. Дополнительно система локально-внутрипочвенного орошения оборудована водомерным оборудованием 12 в виде датчиков давления, расхода и уровня воды, гидроподкормщик 13, гибкие микротрубки 14, гофрированные с внешней односторонней перфорацией внутрипочвенные увлажнители 15.

Система локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений работает следующим образом.

Водозабор осуществляется из водоисточника 1 погружным насосом 2, гидравлически соединенным с напорным трубопроводом 3 по которому вода поступает в накопительный резервуар 4, из которого при помощи подкачивающей насосной станции 5, пройдя через блок дисковых и сетчатых фильтров 6, поливная вода по магистральному 7 поступает в распределительный 8 и поливной 9 трубопроводы, расположенные на поверхности почвы, с запорной арматурой 10 и заглушками 11 на концах трубопровода. Дополнительно система локально-внутрипочвенного орошения оборудована водомерным оборудованием 12 в виде датчиков давления, расхода, уровня воды и гидроподкормщиком 13. Далее оросительная вода через гибкие микротрубки 14, вмонтированные по всей длине поливных трубопроводов с шагом 3000-4000 мм согласно схеме посадки, соединенные с внутрипочвенными увлажнителями 15, выполненными для удобства монтажа гофрированными с внешней односторонней перфорацией в диаметре до 3,5 мм с шагом 150 мм по всей длине с целью направленного рационального распределения поливной воды непосредственно к корневой массе многолетнего саженца. Внутрипочвенные увлажнители укладываются по кругу посадочной лунки на глубину 40-50 см для непосредственной локальной подачи оросительной воды в зону расположения корневой массы высаживаемого растения, с целью создания оптимального режима орошения многолетней культуры, данное техническое решение позволяет сократить время на полив и исключить потерю воды на испарение, следовательно, снизить энергетические и экономические затраты при орошении.