ДОЖДЕВАНИЕ

ДОЖДЕВАНИЕ - метод полива с.-х. культур, при к-ром поливная вода выбрасывается дождевальными аппаратами в атмосферу, дробится там на мелкие капли и падает на р-ния и почву в виде дождя. Д. имеет ряд преимуществ перед способами поверхностного полива. Оставляя часть воды в воздухе, Д. повышает влажность последнего и тем самым понижает транспирацию и испарение воды с поверхности почвы. Капли дождя захватывают из атмосферы кислород, аммиак и др. и увлекают их в почву. Дождь смывает пыль и нек-рых насекомых с р-ний. Д. служит отличным средством опрыскивания р-ний (в т. ч. и плодовых деревьев) в целях борьбы с вредителями. Д. пользуются для полива почвы раствором удобрений, механизируя и удешевляя внесение удобрений и повышая их эффективность. После такого полива почву надо минут 5 поливать чистой водой, чтобы смыть удобрения с р-ний. Д. позволяет применять очень малые поливные нормы, от 20 до 400 - 500 ^м³/_га, тогда как способами поверхностного полива дать меньше 400 ^м³/_га технически трудно. При малой интенсивности дождя и малом размере его капель, Д. почти не разрушает почвенных агрегатов и- успешно применяется даже на почвах, дающих большую осадку при их смачивании. Д. вызывает лишь небольшое и кратковременное угнетение аэробиозиса непосредственно после полива, и поэтому процессы нитрификации, накопления в почве азота и др. при Д. протекают успешно. При Д. устраняются или сокращаются перерывы процесса ассимиляции. Вследствие применения малых норм полива ослабляются или вовсе отсутствуют процессы накопления водно-растворимых солей в пахотном слое и заболачивания почвы. Д. применимо при значительных уклонах местности, уменьшая надобность в планировке поля; при нём не нужна внутрикартовая поливная сеть (борозды, валики, выводные канавки и т. п.) и сбросная сеть. Поливная карта при Д. имеет шир. при 2-консольном Д. 120 м; при др. способах Д. ширина карты м. б. принята 400 и более м; оросительных каналов мало, их можно вести в выемке, без дамб, и потому они дешевле. Для получения одинакового урожая, при Д. воды нужно на 15 - 20% меньше, чем при поливе напуском и по бороздам.

Рис. 1. Схема дождевания. Насосно-силовой агрегат с электродвигателем

Д. предпочтительнее способов поверхностного полива, особенно в р-нах с кратковременными засухами, в местностях с близким стоянием грунтовых вод, со сложным рельефом и микрорельефом, на засолённых почвах, а также на почвах особенно водопроницаемых. Д. ценно для орошения овощных культур, гл. обр., в нечернозёмных районах.

Система Д. обычно состоит из насоса с двигателем, забирающего воду из водоисточника, разветвлённого трубопровода и дождевателей (рис. 1). Систему Д. называют: 1) стационарной, если местоположение всех её указанных элементов остаётся неизменным или если перемещается только дождеватель; 2) полустационарной, если перемещается дождеватель и часть трубопровода (водопроводящие трубы); 3) подвижной, если перемещается дождеватель, весь трубопровод и насосный агрегат, к-рый перевозится и забирает воду из разных точек источника или даже из разных источников. Стационарные системы применяются на небольших площадях с ценными культурами (сады, цветники, огороды и т. п.), нуждающимися в частых поливах. Подвижные системы применяются при наличии в х-ве неск. небольших оросительных участков и при орошении сравнительно узких, но длинных участков, расположенных вдоль реки или канала. Полустационарные системы обслуживают большие участки. Капиталовложения на оборудование подвижных систем на 1 га меньше, чем для стационарных; эксплоатационные расходы для подвижных систем выше, чем для стационарных.

Водоисточником для Д. может служить река, ручей, озеро, пруд, оросительный канал, колодец, если они имеют пригодную для орошения воду и глубина их в точках водозабора не меньше 60 см. Каналы при Д. располагаются, при наличии трубопровода, на расстоянии 400 - 800 м (для 2-консолыюго дождевателя через 120 м) один от др. и могут итти в выемке без дамб, если предполагается поливать только дождеванием.

Рис. 2. Скоросоединитель переносных труб: 1 - муфта

Насосы для Д. применяются центробежные одноступенчатые и редко многоступенчатые. Их ставят на берегу источника или над водой у берега на помосте. Движущей силой служат обычно двигатели внутреннего сгорания, а в электрифицированных р-нах - электродвигатели. Иногда используют тракторы, но стоимость энергии при этом оказывается высокой. Паровые машины применяются редко и только в стационарных системах. В подвижной системе насос и двигатель монтируются на одной тележке, на к-рой и перевозятся. Насосный агрегат забирает воду из источника всасывающей трубой и направляет её по нагнетательному трубопроводу к дождевателю.

Трубопровод состоит из магистральной трубы с водовыпусками - гидрантами и водопроводящих труб, ветвей, передающих воду из своих гидрантов дождевателю. Магистральный трубопровод и ветви составляются из железобетонных, асбоцементных, асфальтоцементных или чугунных труб; в стационарной и полустационарной системах они закладываются под землей, а их гидранты выходят на поверхность земли или помещаются в колодцах. Распределительный трубопровод составляется из силуминовых (сплав алюминия и стали) или лёгких оцинкованных стальных или железных труб. Эти трубы кладутся на невысокие лёгкие трубчатые опоры. Переносные трубы соединяются муфтами-скоросоединителями (соединение или разъединение производится меньше чем в 1 мин.). Типы соединителей см. на рис. 2 и 3. Трубы в соединителях могут образовывать угол от 170 до 190, благодаря чему трубопровод легко приспособляется к неровностям местности.

Рис. 3. Гибкий соединитель: а - до соединения труб: 1 - резиновое кольцо; 2 - упорные кольца; б - после соединения: з - ручка; 4 - крючок

Дождеватели по конструкции весьма разнообразны и м. б. разбиты на 4 основные группы.

1. Дождевальные короткоструйные крылья представляют трубопровод диам. в 25 - 50 мм и дл. в 50 - 200 м, снабжённый отверстиями диам. в 0.8 - 1,5 мм, расположенными через 45 - 50 см одно от другого по дл. трубопровода. Вода в крыле находится под давлением 1,5 - 2 атм. и поэтому вылетает из отверстий тонкими струйками на 3,0 - 8,5 м (рис. 4). Крыло поворачивается на полставках вправо и влево на 45 водяным двигателем, действующим силой тока воды в подводящем трубопроводе. Благодаря вращению крыла дальность и направление струек меняются. В крыле короткоструйной дождевальной установки КСДУ давление 1,5 атм., расход воды из 1 отверстия 1,56 ^л/_мин, шир. полосы полива 17 м и интенсивность дождя 0,18 ^мм/_мин. При поливе крылья располагаются в поле так, чтобы полосы полива перекрывались на 0,5 м. Короткоструйные крылья мало распространены, применяются для полива низко растущих культур: лука, капусты и т. п.

2. Дождевальные крылья с распыляющими насадками (дефлекторного типа), расположенными через 6 - 12 м одна от др. Насадка пол давлением 1 - 2 атм. выбрасывает струю 0,9 - 2 ^л/_сек сквозь дырчатую мембрану или коническое сужение. Струя, ударяясь о дефлектор, т. е. конус, обращенный вершиной книзу (рис. 5), разлетается конусом кверху и поливает дождём круг диам. в 6 - 12 м. Эти круги, частично перекрываясь, образуют вдоль крыла полосу полива. Короткоструйная дождевальная установка КДУ образца 1941 имеет 2 крыла. Крыло состоит из 24 пятиметровых труб, несёт 12 насадок дефлекторного типа и при напоре воды в крыле 2 - 1,1 атм. поливает полосу шир. 10 м, расходуя 18 ^л/_сек. Крылья работают поочерёдно, одно крыло переносится на новую стоянку за время работы др. крыла, и вся установка в целом работает непрерывно. Вода в крыло поступает из переносного распределительного трубопровода дл. в 55 м, берущего воду из гидрантов, стоящих на ветвях из асбоцементных труб диам. в 100 - 200 мм. Насос - центробежный, одноступенчатый. Двигатель - мощностью в 15 - 20 л. с. Дождевальная установка КДУ может обслужить 25 га в сезон, даже при частых поливах.

Рис. 4. Дождевальное короткоструйное крыло

Рис. 5. Дефлекторная насадка, разбрызгивающая воду: а - общий вид насадки: I - дефлектор; 2 - ножка; 3 - корпус; 4 - стойка насадки; б - разрез и схема разбрызгивания воды дефлектором

Рис. 6. Дальнеструйный дождеватель ВЫИИГиМ

Установка Молдавской опытно-оросительной станции МООС-2 имеет давление у насадки 1,5 атм., расход воды из 1 насадки 0,92 ^л/_сек, шир. полосы полива 16,4 м и интенсивность дождя 0,2 ^мм/_мин.

Дождеватели КДУ и МООС применяются для полива овощных и пропашных технических культур, ягодников, плодовых и лесных питомников.

3. Дальноструйный дождеватель (рис. 6) имеет 1 насадку диам. в 18 - 30 мм, к-рая наклонена к горизонту под углом 32 - 35°; выбрасывает струю в 10 - 110 ^л/_сек на 20 - 85 м и, вращаясь вокруг вертикали, поливает с 1 стоянки круг площадью от 300 м² до 2 га. Центр. часть этого круга увлажняется слабо, т. к. струя вблизи от насадки дробится мало. Поэтому дождеватель имеет ещё малую насадку, струя к-рой круто поднимается и падает близко (рис. 7). Есть дождеватели и с 3 насадками. На периферии круга почва увлажняется недостаточно, а поэтому соседние круги полива частично перекрываются. Для этого расстояние между соседними стоянками дождевателя при шахматной расстановке дождевателей по углам правильного шестиугольника делают равным 1,7 3 R, а при расстановке по углам квадрата - 1,41 R, где R - дальность полёта струи, зависящая от давления в насадке и диам. насадки. Вода подводится к дождевателю переносными трубопроводами, расстояние между к-рыми при шахматной расстановке дождевателей равно 1,5 R, а при расстановке по углам квадрата 1,41 R. Насадка вращается автоматически, силой движения поливной струи. Давление воды в насадке 3,5 - 12 атм., в зависимости от мощности и дальности полёта струи и конструктивных особенностей дождевателя. Показатели отечественных дальнеструйных дождевателей приведены в табл. 1.

Рис. 7. Полив дальноструйньм дождевателем с двумя насадками

Табл. 1. Показатели отечественных дальноструйных дождевателей

Дальноструйными дождевателями поливают полевые, овощные и садовые культуры.

Вышеописанные типы дождевателей имеют след. недостатки: 1) они требуют значительного расхода энергии, а именно: в короткоструйных крыльях ок. 0,1 квт-ч на 1 м³ вылитой воды, в крыльях с распылителями 0,2, в дальноструйных дождевателях 0,3 - 0,35 квт-ч; 2) производительность их мала, не больше 4 га в сутки, при норме 400 ^м³/_га; 3) необходимы подводящие трубы, что вызывает расход на 1 га 40 - 60 кг лёгкого металла, кроме асбоцементных труб; 4) на перестановку труб и дождевателей затрачивается 1,2 - 2,0 трудодня при поливе 1 га; 5) распределение дождя по площади не совсем равномерно, особенно при скорости ветра больше 2 ^м/_сек, а при скорости ветра больше 5 ^м/_сек неудовлетворительно.

4. Вдвухконсольном дождевальном агрегате Яншина (мостовой дождевальный агрегат) (рис. 8) эти недостатки значительно ослаблены. В нём насос, установленный на тракторе ЧТЗ-65, забирает воду на ходу непосредственно из канала, подаёт её под давлением 1,8 - 2,5 атм. в 2 металлические трубы дл. по 55 м, висящие консолями в воздухе и поддерживаемые металлической фермой, опирающейся на трактор. Консоли держатся над землёй на выс. 2,5 м у трактора и 5 м в конце. Вода через дефлекторные насадки выбрасывается расширяющимся книзу конусом, дробясь в капли. Агрегат в 1 проход поливает полосу шир. в 120 м., подавая 60-75 ^л/_сек. Повторяя проход неск. раз, агрегат даёт намеченную норму полива. Ветер мало влияет на работу этого дождевателя. Агрегат обслуживается бригадой из 2 рабочих, тратит 0,2 - 0,25 квт-ч на 1 м³ воды и может полить в сутки 16 - 30 га, в зависимости от нормы полива. Он применим в крупных х-вах, где требуются периодические поливы и имеются оросительные каналы.

Рис. 8. Двухконсольный дождевальный агрегат Яншина

Сравнительные данные о производительности 2-консоль-ного агрегата и короткоструйного дождевателя КСДУ, а также затрате энергии без учёта мощности, затрачиваемой на подъём воды в оросительную систему, приводятся в табл. 2.

Табл. 2. Производительность 2-копсольного агрегата и дождевателя КСДУ

Часть воды, выброшенной дождевателем, остаётся в воздухе в виде мельчайших капель и не попадает в почву. Эта часть колеблется в пределах от 5 до 15% нормы полива, в зависимости от влажности воздуха, скорости ветра, размера капель дождя, длительности полива и его нормы, гидравлических особенностей дождевателя, густоты и облиственности р-ний. Д. производится с к. п. д. дождя от 0,8 до 0,95.

Ср. интенсивность дождя, т. е. количество л воды, подаваемой в ср. на 1 м² площади полива в 1 мин., или толщина слоя дождя в ^мм/_мин, д. б. не более того количества воды, какое 1 м² почвы может поглотить в ср. в ту же 1 мин. так, чтобы при Д. не получалось луж или поверхностного стока. При этом учитывают, что скорость поглощения воды почвой уменьшается по мере увлажнения почвы. На глинистых почвах интенсивность Д. - 0,2 - 0,4 ^мм/_мин, на ср. - 0,4 - 0,5, на лёгких и структурных - 0,5 - 1 0,7 ^мм/_мин. Фактическая интенсивность дождя в отцельных точках поливаемого круга или полосы больше ср., но и она не должна превышать скорости поглощения воды почвой.

Размер капель дождя зависит от давления в насадке и от конструкции насадки. Вес капли д. б. не больше 0,5 мг, т. к. крупные капли могут разбивать почвенные агрегаты, обивать пыльцу в цветках, портить нежные листья.

Норма полива, т. е. количество м3 воды, подаваемое в 1 полив на 1 га, зависит от глубины промачиваемого слоя и его влажности до и после полива. При Д. она колеблется от 20 до 150 ^м³/_га - в умеренно влажных местах, от 100 до 300 ^м³/_га - в местах кратковременной засухи и от 300 до 500 ^м³/_га в местах постоянно засушливых. После полива влажность почвы не должна превышать полевой предельной влагоёмкости активного слоя. Давая малые нормы при Д., необходимо в осенне-зимне-весенний период накоплять в почве влагу так, чтобы глубинные слои, не , увлажняемые слабыми летними поливами, к началу вегетации были увлажнены до их полевой предельной влагоёмкости.

Межполивной период, т. е. количество дней от одного полива до следующего, определяется нормой первого полива, скоростью иссушения почвы и влаголюбивостью культуры. Полив безусловно необходим, если влажность активного слоя почвы снизилась до 75% полевой предельной влагоёмкости почвы. В периоды повышенной требовательности возделываемых культур к почвенной влажности и особо влаголюбивые культуры можно поливать и при большей дополивной влажности.

Литература: Дождевание (Работы V пленума Секции гидротехники и мелиорации 9 - 11 мая 1937 г.). Под ред. А. Н. Костикова, М.-Л., 1937; Дождевание (Сб. ст. и материалов), под ред. А. Н. Костикова, т. I, М.-Л., 1934, т. II, М., 1936, т. III, М., 1940; Дождевание овощных культур короткоструйной установкой КДУ, под ред. А. Н. Костикова и Е. Г. Петрова, М., 1942; Костяков А., Основы мелиорации, 4 изд., М., 1938; Поспелов А., Орошение способом дождевания, М., 1948; Рантсус Д., Полив сельскохозяйственных культур короткоструйной дождевальной установкой, М., 1948; Справочник по мелиорации и гидротехнике, т. III, M., 1945; Черкасов А., Мелиорация и сельскохозяйственное водоснабжение, 2 изд., М., 1939; его же, Пособие для практических занятии по мелиорации, М., 1945.