Введение к работе
Актуальность темы. Вода является важнейшим фактором в жизни рас-:ий, поэтому развитие ороиаемого земпеделия требует поиска решений экономному ее расходованию на орошение, широкому внедрению новых ігрессивньк способов полива, к которым относится полив по бороздам декретной подачей воды.
Теоретическое обоснование этого способа полива наталкивается на 'дности, связанные со слабым практическим исследованием явления, ітому возникает необходимость в продолжении экспериментального изу-шя его. Это касается в основном гидравлических аспектов процесса шения воды в борозде: скорости распространения фронта поливной эуи; времени, в течение которого в борозде формируется русло и соз-этея выступы шероховатости, определяющие скоростное поле в теле зуи. Со всеми этими процессами неразрывно связана скорость впитывает воды в почвогрунг, так как формирование русла в борозде сопровож-этея заполнением водою крупных пор, насыщением ею больших комьев гаы, содержащих меньше влаги, чем нижележащие слои грунта.Естествен-, что на Есе это затрачивается больше влаги, чем на впитывание во-в уплотненный грунт, поэтому необходимо определить скорость впиты-ния воды в почву при наличии в ней крупных пор и иссушенных комьев унта. Здесь заметную роль должна играть начальная влажность почво-унтов; до настоящего времени этому вопросу не было уделено доста-чного внимания.
Целью работы является обоснование методики гидравлического рас-та процессов распространения поливной струи и впитывания воды в чвогрунт при непрерывной и .дискретной подачах воды в поливную бо-з.ду.
В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи следований.
Анализ явления движения воды в поливной борозде при непрерывной дискретной подачах с позицией методов теории подобия И размерностей, хперименталь.чне исследования процессов распространению воды по бо->зце, изучения особенностей формирования русла и впитывания воды в >чвогрунт с учетом его различной начальной влажности при непрерыв-)й и дискретной подачах воды в борозду. На основании данных экспе-тментальных исследований с- использованием методов физического мо.це-іронания гидравлических явлений и регрессионного анализа получить
для непрерывного и дискретного методов полива модели движения ПОЛИ! ной струи в борозде, формирования в ней русла, впитывания воды в почвогрунт в зависимости от его первоначальной влажности, уклона ді борозды, расхода воды в ее начале, продолжительности подачи и паузі (для циклического отношения равного 0,5), номера цик.іа.
Разработать математические модели бороздкового полива по непрі рывной и дискретной технологии, учитывающие распределение воды по длине борозды, дать рекомендации по гидравлическому расчету этих м( тодов поливе.
Методика исследований. Основные экспериментальные исследовани; проводились в лабораторных условиях на кафедре Инженерных мелиораці гидрологии и охраны окружающей среда СПбГТУ на специально разработ; ной установке. Б опытах велись наблюдения и производились измерени; параметров поливной струи в борозде и сбросного расхода в зависимо ти от времени,при различной начальной влажности почвогрунта, расхо< дах воды, подаваемой в борозду, и уклонах ее дна. Обработка зкспері ментальных данных проводились с применением методов математической статистики. Это позволило обобщить результаты и получить зависимо' для определения основных гидравлических параметров поливной струи при непрерыэном и дискретном'способах полива по бороздам.
Научная новизна. На основании обработки данных исследований, выполненных в условиях максимально приближенных к натурным, получе: новые научные результаты:
- установлено, что скорость распространения поливной струи в
борозде зависит от начальной влажности почвогрунтов, продолжитель
ности подачи воды в борозду и номера цикла; предложенные соответст
щие расчетные зависимости для непрерывной и дискретной технологии
полива учитывают также расход водп, подаваемый в начало борозды, у
лон ее дна и шероховатость образующегося в борозде русла;
-обнаружено, что скорость впитывания при непрерывной подаче воды в борозду также зависит от начальной влажности почвогрунта, а При дискретной подаче, начиная со второго цикла, эта скорость зави сит только от суммарного времени, прошедшего от начала впитывания, включая продолжительность и подач, и пауз;
- впервые обнаружено, что в лобовой части струи, где идет про
цесс формирования русла вследствие заполнения водою крупных пор и
насыщения сухих комьев грунта, образующихся при нарезке борозд, ск
рость впитывания воды в почвогрунт намного превышает таковую в тел
струи; разработана специальная методика проведения лабораторных ил
евых испытаний для изучения этих явлений ;
предложена методика определения сбросного расхода и времени,' ечение которого в лобовой части поливной струи формируется русло, акже на основе балансового уравнения - скорости впитывания в ло-ой части струи;
разработана методика гидравлического расчета бороздкового по-а по непрерывной и дискретной технологии, позволяющая определить лределение воды, впитывающейся в почвогрунт по длине поливной бо-
1ДЫ.
Практическая ценность работы. Разработанная методика гидравли-!Koro расчета полива по бороздам при непрерывной подаче позволяет іеделить время добегания фронта поливной струи до конца борозды, ібходимую продолжительность долива до поливной нормы уменьшенным :ходом воды, подаваемым в начало борозды, при минимальных сброс-с расходах, и также найти распределение впитавшейся в почвогрунт зги по длине борозды. При дискретном поливе предложена методика, зволяющая при заданной длине борозда назначать такую продолжитель-:ть подачи и число циклов, которые определяются поливной нормой, і полном исключении сбросов воды из концевой части борозды, а так-найти распределение влаги по ее длине. Это дает возможность прогнои организации обоснованно выбрать ту, или другую технологию розднового полива, исходя иэ технико-экономического сравнения ва-антов, с учетом имеющейся в распоряжении заказчика технических эдств автоматизации полива или их отсутствия.
Апробация работы докладывались и обсуждались на постоянно дей-вующих семинарах кафедры Инженерных мелиорации, гидрологии и охраны ружающей среды СШГГУ в 1990-1992 годах.
Структура и объем работы, .диссертационная работа состоит из е.цекия, пяти глав, списка использованной литературы и приложений, ссертация содержит )f3 страниц машинописного текста, включая V блиц и 94 рисунков. Список использованной литературы содержит ;сз именований работ русских авторов и 20 - зарубежных.
