RU2650230C1

RU2650230C1 - Irrigation system

Info

Publication number: RU2650230C1
Application number: RU2017124577A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2018-04-11

Abstract

FIELD: land reclamation.

SUBSTANCE: invention relates to the field of land reclamation and can be used for the agricultural lands drainage and irrigation. Irrigation system consists of a water and drainage channels, a water intake well with a water level regulator, of drains top and a lower tiers and a drainage manifold. At the drainage manifold mouth a discharge pit is installed. Pit contains a vertical dividing partition. Partition divides the pit into a water intake and overflow chamber. Water intake chamber is provided with a discharge pipe and a receiving vessel. Receiving vessel is fixed to the lever one arm. To the lever other end, a counterweight is secured. By the upper end the tie-rod is attached to the lever, and by the lower end is rigidly connected to the valve. Valve closes the manifold mouth outlet opening. In the upper part above the risers the overflow pipe is located. Pipe connects the water intake well with the level regulator to the manifold mouth discharge pit water intake chamber. Overflow pipe end is placed above the receiving vessel. Manifold end in the overflow chamber is made in the form of a valve seat and is equipped with a valve. Lower level drain is laid under the water channel. To the lower tier drain drainage collector is attached. By means of vertical risers the collector is connected to a water intake well and the upper tier drains. Increasing the operation efficiency and reliability.

EFFECT: enabling the water supply by the set program with the manifold mouth discharge pit.

1 cl, 2 dwg

Description

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.The invention relates to the field of land reclamation and can be used to drain and irrigate agricultural land, as well as in the automation system as a combined irrigation and drainage network system.

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).Known drainage and humidification system, including closed drains, collectors, open channels and the connection node of the drain with the collector, by creating the same pressure in the drain with the collector, the connection node of the drain with the collector is made in the form of a vertically installed pipe with a hermetically sealed upper end and a flexible diaphragm blocking the drain outlet to the collector, while the above-diaphragm cavity of the pipes are interconnected by a pipeline, the upper end of which is connected to groundwater by a filter, in the middle of the strip between the channel and the drain, which occupies the highest position in the reclaimed area at the depth of the drainage, and the lower end of the pipeline is equipped with a valve located at the lowest point of the section at a depth below the level of the last drainage slope (Copyright certificate SU No. 1441018, E02B 11 / 00 11/30/1988).

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.The disadvantage of this system is the high cost of construction and operation. In addition, the lower end of the pipeline is equipped with a manual valve located at the lowest point of the site at a depth below the level of the last drainage slope, which means that this does not allow for regulating the water regime of cultivated plants, where it is necessary to automatically increase the efficiency of its operation.

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).Known drainage and humidification system, including drainage and humidification channels, a manhole with a water level regulator and a manhole without a water level regulator, drainage and humidifier collectors with drainage of the upper and lower tiers connected to them, and the drains of the upper tier are connected with vertical drains of the lower tier risers with lateral knee-shaped bends (Copyright certificate SU No. 1147825, E02B 11/00 of 03/30/1985).

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.The disadvantage of this system is the high cost of construction and operation. In addition, this system does not allow the combination of regulation method of irrigation in the irrigation period in the automatic mode regulation of the water regime of cultivated plants.

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).Known two-tier drainage system, including drainage of the upper and lower tiers, connected to the open collector through the well-level regulator, it is equipped with closed collectors of the upper and lower tiers of the drain, respectively, looped between each other through the well-regulators (Copyright certificate SU No. 1629391, E02B 11 / 00 from 09/23/1991).

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.However, although the UHF controllers 8 installed in wells 5 with looped collectors 3 and 4 automatically adjust the groundwater level in the bunk drainage area, the complexity of its control design and the connection of drainage of the upper and lower tiers, and this does not allow automatic regulation of the water regime of cultivated plants as a combined system of irrigation and drainage network, i.e. to carry out combined methods of watering in a given period of time.

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).Closest to the proposed technical essence is an irrigation system consisting of a water supply and drainage channels, a water intake well with a water level regulator, an upper and lower tier of drains and a drainage collector, where a drain of the lower tier is laid under the water canal and a drainage collector is attached to it, which through vertical risers is connected to a water intake well and drainage of the upper tier, and check valves are installed at the mouth and source of the collector (Copyright certificate SU No. 2163067, A01G 25/06, E02B 11/00 of 02/20/2001).

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.The disadvantage of this system is the presence of the installation at the mouth of the installation of the check valve in the collector and not taking into account changes in the flow rate of the water level regulator of the intake well, and there is no hydraulic connection with the mouth of the collector. The presence of only this check valve significantly complicates the regulation of the water regime of soils. In addition, this excludes the possibility of automatic control between the elements of a well with a water level regulator and a well with a check valve at the mouth of the collector, i.e. this automatic connection is not provided and the impossibility to increase the efficiency of the system, and only one filling of a well of a given volume in the form of a technological well with a water level regulator is possible.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы за счет обеспечения подачи воды по заданной программе со сбросным колодцем устья коллектора.The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the work by providing water supply according to a given program with a discharge well of the mouth of the collector.

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.The technical result is achieved by the fact that the irrigation system, including the water supply and drainage channels, a water intake well with a water level regulator, upper and lower tiers of drains and a drainage collector, a drain of the lower tier is laid under the water canal, and a drainage collector is attached to it, which is connected by vertical risers connected to a water well and drainage of the upper tier and a check valve, the system is equipped with an overflow pipe, which is located in one horizontal plane at a height above the level of the upper tier and the overflow pipe are connected at one end to a water intake well, and at the other end to a discharge well of the collector’s mouth, while the discharge well is divided by a vertical partition into a settling chamber with a discharge pipe and a drainage well, and the end of the collector’s mouth is bent downward, located in the drainage well and is equipped with a valve rigidly connected through a rod with a lever mounted on a partition; at one end of the lever there is a receiving tank located below the drain end of the overflow pipes, and the other end of the lever is equipped with a counterweight.

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.In addition, the pipeline, which communicates with the water level regulator and with the water supply channel, is equipped by placing on the head of the valve, ensuring the termination of the flow of water into the well with the water level regulator.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема оросительной системы; на фиг. 2 - кинематическая схема рычажного привода, используемого в колодце устья коллектора.In FIG. 1 shows a schematic diagram of an irrigation system; in FIG. 2 is a kinematic diagram of a linkage actuator used in a well of a mouth of a collector.

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.The irrigation system consists of a water supply channel 1 and a water discharge channel 2, a water intake well 3 with a water level regulator 4, communicating via a pipe 5, the inlet head of which is equipped with a valve 6 with a water channel 1, a drain of the upper 7 and lower 8 tiers, a collector 9 connected to the drain of the lower tier 8 and using vertical risers 10 connected to the drains of the upper tier and the water intake well. The well 3 is connected through a riser 11 to the collector 9. A check valve 12 is installed at the source of the collector 9, and a discharge well 13 is installed at the mouth of the collector 9. The discharge well 13 contains a vertical partition 14, which divides it into a water inlet 15 and overflow 16 of the chamber. The water receiving chamber 15 is equipped with a discharge pipe 17 and a receiving tank 18, the latter is fixed at one end of the lever 19, at its other end located in the overflow chamber 16, a counterweight 20 is fixed and pivotally attached to the upper end of the rod 21, to the lower end of which the valve 22 is rigidly attached The rod 21 is placed in the guide 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.In the upper part above the risers 10 there is an overflow pipe 24 with an adjustable valve 25 connecting the water intake well 3 with the water reception chamber 15 of the discharge well 13. The end of the overflow pipe 24 located in the water reception chamber 15 is placed directly above the receiving tank 18 and is made in the form of a bent elbow 26 down. The end of the manifold 9 in the overflow chamber 16 is made in the form of a valve seat and is equipped with a valve 22.

Работа оросительной системы осуществляется в двух режимах.The irrigation system operates in two modes.

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.In the irrigation mode, the water level controller 4 in the well 3 is set to the required level, the pipeline 5 is opened with the valve 6. The horizontally located overflow pipe 24 is fixed so that an adjustable tap 25 is opened to draw water from the well 3, as a result of which water flows through the overflow pipe 24 and fills the receiving tank 18. The receiving tank 18 filled with water, under the influence of its weight, goes down and turns the lever 19, and through it moves the rod 20 and, accordingly, the valve 22, which tightly closes the open discharge enny as valve seat end of the collector 9, thereby eliminating the water discharge into drainage channel 2 during water inflow from the water-channels 1 and 3 into the well through vertical standpipe 11 enters the reservoir 9, and moves thereon. When the valve 21 of the end of the collector 9 is closed, while water flows through the overflow pipe 23 into the receiving tank 18, the water intake chamber 15 is also filled to the level at which the drain hole of the discharge pipe 17 is located, made in the vertical partition 14. Excess water flows through the discharge pipe 17 into the overflow chamber 16, from where water enters the drainage channel 2. Under pressure, water rises from the collector 9 and through the risers 11 enters the drains 7, i.e. above the installation plane of the risers 11, as a result, the root layer of the soil is moistened at a constant pressure and flow rate, which ensures the operation of the discharge well 13 of the mouth of the collector 9, and excess water from the water intake chamber 15 is constantly discharged through pipes 17 into the overflow chamber 16. Ringing by the collector 9 wells 3 and 13 allows the discharge of excess water constantly flowing through the overflow pipe 24, which fills the water reception chamber 15 at the same time. The receiving chamber 15 in the discharge well 13 automatically adjusts the level of water draining from the receiving tank 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.To transfer the system to work in the drainage mode, turn off the head of the pipeline 5 by closing the valve 6 (or adjustable valve 25). The flow of water into the well 3 with the regulator 4 stops from channel 1, accordingly, the flow of water into the overflow pipe 24 stops, the adjustable tap is also closed, i.e. The flow of water to the receiving tank 18 stops, but water also flows into the receiving chamber 15 and fills it, the remainder (excess) of water then passes through the overflow pipe 24 to the overflow 16, i.e. the receiving tank 18 is gradually empty, the load on the shoulder of the lever 19 is reduced and it begins to rotate under the influence of the counterweight 20. This turn of the lever causes the rod 21 to move downward, which leads to the valve 22 moving away from the seat and opening the mouth of the manifold 9 in the overflow chamber 16 of the well 13. Fine drainage intercepts excess water from precipitation and irrigation, and the drain under the channel intercepts the filtration stream from the water supply channel. Thus, in the process of draining the root layer of soil, the mouth of the collector is automatically opened due to the connection of the valve with the lever and emptying of the receiving tank from water, and therefore does not prevent the flow of excess water through drains into the collector.

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.Such an arrangement of the system allows the moistening of the root layer of the soil when the filtration current is intercepted into groundwater, which allows a certain part of the water to be discharged (if necessary, moistening the soil) from the collector to the drains by controlling the overflow pipe 24 with a receiving tank 18 through a lever 19 with a valve 22 and a well 13 with its elements.

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.Thus, using the proposed technical solution, it is possible to carry out irrigation of the plant root system and drainage of the soil, while the system is more reliable and efficient in eliminating the network regulation processes on the system compared to the known systems with subsoil moisture, the increase in the groundwater level and development are reduced secondary salinization processes, i.e. allows you to increase the efficiency of its work. In addition, the advantage of the proposed system: the convenience and ability to automatically control the mouth of the collector and the program for changing two modes.

Claims

1. Оросительная система, включающая водопроводящий и водоотводящий каналы, водоприемный колодец с регулятором уровня воды, верхний и нижний ярусы дрен и дренажный коллектор, 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, отличающаяся тем, что 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.1. Irrigation system, including water supply and drainage channels, a water intake well with a water level regulator, upper and lower tiers of drains and a drainage collector, a drainage of the lower tier is laid under the water supply canal, and a drainage collector is connected to it, which is connected to the water intake well via vertical risers and drains of the upper tier, and a check valve, characterized in that the system is equipped with an overflow pipe, which is located in one horizontal plane at a height above the level of the upper tier and the overflow pipe are connected at one end to the water intake well, and at the other end to the discharge well of the collector’s mouth, while the discharge well is divided by a vertical partition into a settling chamber with a discharge pipe and a drainage well, the end of the collector’s mouth bent downward, located in the drainage well and equipped with a valve rigidly connected through a rod with a lever mounted on a partition, a receiving tank is installed at one end of the lever located below the drain end of the overflow pipe, and the other end Aha is equipped with a counterweight.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что трубопровод, сообщающийся с регулятором уровня воды и с водопроводящим каналом, снабжен размещенным на оголовке клапаном, обеспечивающим прекращение поступления воды в колодец с регулятором уровня воды.2. The system according to p. 1, characterized in that the pipeline in communication with the water level regulator and the water supply channel is equipped with a valve located on the head, which ensures the termination of the flow of water into the well with a water level regulator.