Условия применения машинного орошения. При машинном орошении вода поднимается насосами из источника орошения до высших отметок орошаемой территории, откуда распределяется по трубам или самотеком по каналам.
Машинный подъем на орошение применяют, когда уровень воды в источнике ниже уровня в канале, а также при поливе дождеванием из закрытой оросительной сети.
Для машинного подъема воды строят насосные станции, которые позволяют орошать высокорасположенные плодородные земли.
Большие затраты энергии на подъем воды и соответственно высокие эксплуатационные расходы являются существенными недостатками машинного орошения.
Общие сведения о насосных станциях. Насосной станцией называют комплекс гидротехнических сооружений, энергетического и гидромеханического оборудования, обеспечивающих забор воды из источника, подъем и транспортирование ее к месту потребления.
По назначению насосные станции делят на оросительные, осушительные, водопроводные, канализационные и др.
По роду привода оросительные насосные станции бывают с электродвигателями, двигателями внутреннего сгорания, с ветродвигателями и др.; по насосному оборудованию — с центробежными, пропеллерными, поршневыми и другими насосами; по расположению оборудования относительно поверхности земли — наземные (открытые) и заглубленные; по расположению здания насосной станции относительно водного источника — береговые и русловые.
По конструктивным признакам здания насосных станций делят на здания водопроводного, камерного и блочного типа; по характеру управления — на станции с децентрализованным, централизованным, полуавтоматическим и автоматическим управлением; по режиму работы — на сезонные и круглогодовые.
Насосные станции могут быть стационарными и нестационарными (плавучие, фуникулерные, передвижные).
Оросительные насосные станции, забирающие воду из открытых водных источников, называют головными, или станциями первого подъема, а забирающие воду из оросительных каналов и подающие ее в вышерасположенный канал — зональными или перекачивающими. Станции, забирающие воду из оросительного канала и подающие ее в закрытую сеть для полива дождеванием, называют подкачивающими.
Узел сооружений головной оросительной насосной станции состоит из водозаборного сооружения, подводящего канала, отстойника, водоприемника, самотечной линии, берегового колодца, всасывающего трубопровода, здания насосной станции с оборудованием в нем, напорного трубопровода и напорного (водовыпускного) бассейна.
В большинстве случаев узел сооружений станции состоит не из всех, а только из некоторых перечисленных элементов.
Узел сооружений насосной станции состоит из аванкамеры, здания станции камерного типа с оборудованием в нем, напорного трубопровода и напорного бассейна.
Место расположения узла насосной станции выбирают так, чтобы длина тракта подачи воды была минимальной, в основании сооружений и в месте водозабора залегали прочные и устойчивые грунты, а гидравлические условия забора воды и защиты от наносов и от ледовых явлений были наиболее благоприятными.
Головное водозаборное сооружение и его конструкция должны обеспечить забор воды из водных источников в соответствии с графиком подачи воды и расчетными уровнями воды в нем; минимальный захват наносов, для чего предусматривают забор воды из различных уровней и в случае необходимости устройство отстойников; нормальный режим эксплуатации и возможность ремонта.
Тип водозаборного сооружения определяется комплексом топографических, геологических и гидрогеологических условий, расходом воды насосной станции и устанавливается на основании технико-экономических расчетов.
При амплитуде колебания уровня воды в источнике менее 5 м водозабор устраивают по типу шлюза-регулятора, врезанного в коренной берег полностью или совмещенного с дамбами обвалования, по типу простейшего трубного водозабора и др.
При колебании уровня воды более 5 м строят береговые водозаборные колодцы в виде пустотелого мостового устоя. Связь с берегом осуществляется мостом при расстоянии до 50 м, подвесной дорогой при расстоянии до 200 м, на лодках, при расстоянии более 200 м.
От водозаборного сооружения до водоприемника всасывающих труб вода течет по водоподводящему открытому каналу или по закрытому водоводу (самотечному или сифонному). Скорость течения воды в подводящем канале назначают из условий неразмываемости и допустимой степени заиления русла, проверяя необходимость и целесообразность применения облицовки. При использовании канала для осаждения наносов глубину его увеличивают в зависимости от чистоты очистки и интенсивности заиления, но не менее чем на 0,5 м.
Закрытые подводящие водоводы делают из монолитного или сборного железобетона с напряженной арматурой, из асбестоцементных труб с непрерывным подъемом от водоисточников ниже линии гидродинамического напора. Минимальную скорость течения воды в водоводе принимают не менее 0,8 м/с. Отложившиеся наносы из водовода удаляют промывкой или механическим способом.
Водоприемники, принимающие воду от подводящих водоводов, делают в виде ковша, образуемого в результате расширения и углубления подводящего канала, или в виде камер шлюзового и колодезного типа. Водоприемник сопрягают подводящим каналом с аванкамерой трапецеидальной формы в плане.
Всасывающие трубопроводы делают из труб сварной конструкции короткими, с минимальным числом колен, переходов, с непрерывным подъемом к насосу, чтобы не образовывались воздушные мешки.
При горизонтальном расположении входного отверстия всасывающей трубы во избежание засасывания воздуха его кромку погружают под минимальный уровень на 0,8 м, но не менее 0,5 м, при вертикальном расположении не менее чем на 0,4 м. Для предотвращения засасывания песка входные отверстия всасывающих труб должны отстоять от дна на 0,5…0,75 м.
В здании насосной станции размещают следующее оборудование: основное гидромеханическое — главные насосы, подающие воду в соответствии с графиком подачи воды; часть всасывающих и напорных трубопроводов с регулировочной (задвижки), контрольно-измерительной (водомеры) и предохранительной (обратные клапаны, предохранительные клапаны) арматурой; вспомогательное гидромеханическое — вакуум-насосы для запуска главных насосов; дренажные насосы; трубопроводы вспомогательных насосов со всей их арматурой (задвижки, обратные клапаны и др.); основное энергетическое двигатели главных насосов; двигатели задвижек трубопроводов главных насосов, особое оборудование, специфическое для данного типа двигателя (например, распределительное устройство и понизительные подстанции); вспомогательное энергетическое — электродвигатели вспомогательных насосов, затворов, подъемных кранов и т. д.
Размеры здания насосной станции в плане принимают с учетом компоновки гидромеханического и энергетического оборудования, возможности монтажа основного оборудования (на монтажной площадке или ее проходах), удобства эксплуатации, применения унифицированных строительных деталей, конструкций и индустриализации строительных работ.