Расчёт давления и расхода воды в оросительной системе

Гидравлический расчёт — основа проекта любой системы орошения: именно от правильного расчёта давления и расхода воды зависит, дойдёт ли вода до самой дальней точки поля с нужным напором, или система будет работать неравномерно, недодавая воду на удалённых участках.

Из чего складывается требуемое давление

• Геодезическая высота подъёма. Разница высот между источником воды и самой высокой точкой орошаемого участка — чем больше перепад, тем выше требуемое давление насоса.
• Потери напора на трение в трубопроводе. Растут с длиной трассы, скоростью потока воды и уменьшением диаметра трубы — на длинных магистралях эти потери могут быть сопоставимы с геодезической высотой подъёма.
• Рабочее давление на конечных устройствах. Форсунки дождевальных машин и капельницы рассчитаны на определённый диапазон давления — производитель указывает минимальное рабочее давление, ниже которого равномерность полива нарушается.
• Местные потери напора. На поворотах, фильтрах, клапанах и других элементах арматуры — обычно рассчитываются как процент от потерь на трение по прямым участкам.

Как рассчитать расход воды

Расход воды определяется суммой расхода всех работающих одновременно точек полива — форсунок дождевальной машины или капельниц на всех одновременно открытых контурах. Для дождевальных машин это указано в паспорте оборудования, для капельного орошения — считается через шаг и расход капельниц на всей длине контура (подробнее в статье «Капельная лента: какую выбрать и как рассчитать расход»).

Подбор диаметра трубопровода

Диаметр трубы — компромисс между стоимостью материала и потерями напора: слишком узкая труба даёт высокую скорость потока и, соответственно, большие потери на трение, что требует более мощного (и дорогого) насоса; слишком широкая труба увеличивает стоимость самого трубопровода без ощутимой выгоды. Расчёт ведётся так, чтобы скорость потока в магистральных трубах не превышала рекомендованных производителем значений — обычно 1,5–2,5 м/с для избежания избыточных потерь и гидроудара при переключении клапанов.

Зачем это точно считать, а не «с запасом»

Избыточный запас по давлению и расходу — это не бесплатная страховка, а прямые лишние деньги в стоимости насосной станции и трубопровода. При этом заниженный расчёт приводит к тому, что дальние точки орошаемого поля получают воду ниже рабочего давления — форсунки и капельницы работают неравномерно, и часть поля хронически недополивается вне зависимости от объявленной мощности всей системы.

Где этот расчёт применяется на практике

Гидравлический расчёт напрямую определяет параметры насосной станции (см. статью «Насосная станция для орошения: как подобрать») и выбор между круговой и фронтальной дождевальной машиной, у которых разные требования к давлению на разной длине трассы (см. статью «Круговая или фронтальная дождевальная машина: что выбрать»).