Аннотация

Цель: разработать программное обеспечение процесса расстановки дождевателей на водопроводящем поясе дождевальной машины для повышения качества полива. 

Материалы и методы. В качестве теоретической базы для создания программного обеспечения использованы традиционные методы алгоритмизации и программирования, основанные соответственно на процессах построения алгоритма решения задачи расчета оптимального шага расстановки и расходно-напорных характеристик дефлекторных насадок на водопроводящем поясе дождевальных машин, формализованного в виде блок-схемы, и написания исходного кода на объектно-ориентированном языке программирования Python. 

Результаты. Для пополнения отечественной научно-технической базы цифровизации инженерно-мелиоративных работ информационными средствами разработано программное обеспечение процесса расстановки дождевателей на водопроводящем поясе дождевальной машины для равномерного распределения искусственного дождя по орошаемой площади. Графическая модель алгоритма представлена тремя блоками. В блоке «ввод исходных данных» предусмотрен выбор типа дождевальной машины, рабочего расхода поливной воды, а также материала исполнения водопроводящего пояса. В блоке «расчет промежуточных и целевых величин» производится расчет расходов поливной воды, потерь напора, расстояния между концевой и первой насадками, а также общего количества дождевателей. В блоке «циклические расчеты и вывод результатов» определяются потери напора по длине и местные потери напора для каждого участка, сумма которых составляет общие потери напора. С использованием разработанного программного обеспечения выполнены расчеты на примере консольной дождевальной машины с четырьмя секциями стального трубопровода, общим расходом 6 л/с и напором в конце консоли 10 м. Установлено, что для обеспечения равномерного распределения искусственного дождя по орошаемой площади необходимо по длине консоли установить девять дождевателей с переменным шагом расстановки и обеспечить напор в начале дождевальной машины 23,8 м с учетом общих потерь напора 13,8 м. 

Вывод: программное обеспечение позволяет на этапе проектирования двухконсольных и многоопорных дождевальных машин фронтального движения моделировать оптимальное размещение дефлекторных насадок одного типоразмера на водопроводящем поясе.

doi: 10.31774/2712-9357-2024-14-3-66-79

Для цитирования

Программное обеспечение процесса расстановки дождевателей на водопроводящем поясе дождевальной машины / А. Е. Новиков, А. В. Дранников, М. И. Филимонов, Р. В. Збукарев // Мелиорация и гидротехника. 2024. Т. 14, № 3. С. 66–79. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2024-14-3-66-79.

Список литературы

1. Прокопец Р. В., Фисенко Б. В., Корсак В. В. Оценка эрозионной опасности почвы при орошении широкозахватными дождевальными машинами // Мелиорация и водное хозяйство. 2023. № 3. С. 32–36. DOI: 10.32962/0235-2524-2023-3-32-36. EDN: OBAGWN.

2. Эколого-энергетическое совершенствование многоопорных дождевальных машин / С. С. Турапин, Г. В. Ольгаренко, А. И. Рязанцев, А. О. Антипин // Мелиорация и водное хозяйство. 2021. № 3. С. 30–36. DOI: 10.32962/0235-2524-2021-1-30-36. EDN: NLQPHR.

3. Зверьков М. С. Исследование давления капель искусственного дождя, создаваемого дождевальными аппаратами, на почву // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32, № 8. С. 73–77. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-10820. EDN: VAGMLH.

4. Critical factors influencing soil runoff and erosion in sprinkler irrigation: Water application rate and droplet kinetic energy / R. Chen, H. Li, J. Wang, Z. Song // Agricultural Water Management. 2023. Vol. 283. 108299. DOI: 10.1016/j.agwat.2023.108299. EDN: ULRNXB.

5. The impact of maize canopy on splash erosion risk on soils with different textures under sprinkler irrigation / Z. Zhu, J. Li, D. Zhu, Z. Gao // Catena. 2024. Vol. 234. 107608. DOI: 10.1016/j.catena.2023.107608. EDN: GRSEKM.

6. Ольгаренко Д. Г. Система показателей для оценки качества полива сельскохозяйственных культур дождеванием // Мелиорация и водное хозяйство. 2014. № 2. С. 23–27. EDN: SCQPRV.

7. Балакай Г. Т., Васильев С. М., Бабичев А. Н. Концепция дождевальной машины нового поколения для технологии прецизионного орошения // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. 2017. № 2(26). С. 1–18. URL: https:rosniipm-sm.ru/article?n=312 (дата обращения: 15.05.2024). EDN: YNWTBZ.

8. Исследование насадки с малоэнергоемким искусственным дождем / В. В. Бородычев, А. Е. Новиков, М. И. Филимонов, М. И. Ламскова // Научная жизнь. 2016. № 2. С. 50–57. EDN: VXMJRR.

9. Новиков А. Е., Константинова Т. Г., Ламскова М. И. Модернизация дождевальных машин дефлекторными эжекторными насадками с малоэнергоемким искусственным дождем // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2013. № 8(68). С. 18–20. EDN: RRVKJP.

10. Совершенствование ДДА-100МА для полива овощных культур / А. И. Рязанцев, Н. Н. Егорова, М. А. Бубенчиков, В. В. Каштанов, В. Г. Сирко // Мелиорация и водное хозяйство. 2009. № 1. С. 35–36. EDN: LNODFE.

11. Рогачев А. Ф., Мелихова Е. В. Система компьютерного моделирования и интеллектуального управления программируемым аграрным производством на основе ретроспективных данных // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 2(62). С. 390–403. DOI: 10.32786/2071-9485-2021-02-40. EDN: RWATRG.

12. Пат. 2383128 Российская Федерация, МПК A 01 G 25/00. Способ распределения искусственного дождя по орошаемой площади / Безроднов Н. А., Кузнецов П. И., Мелихов В. В., Константинова Т. Г., Болотин Д. А.; заявитель и патентообладатель Всерос. науч.-исслед. ин-т орошаемого земледелия Россельхозакадемии. № 2008108612; заявл. 04.03.08; опубл. 10.03.10, Бюл. № 7. 5 с. EDN: RADPNC.

13. Цифровые технологии оптимизации параметров увлажнения расчетного слоя почвы / Д. А. Соловьев, В. В. Корсак, Г. Н. Камышова, О. Н. Митюрева, П. О. Терехов // Аграрный научный журнал. 2021. № 1. С. 86–89. DOI: 10.28983/asj.y2021i1pp86-89. EDN: COVGJC.

14. Юрченко И. Ф. Специфика цифровых технологий по регулированию мелиоративного режима агроэкосистемы // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2021. № 3(63). С. 376–388. DOI: 10.32786/2071-9485-2021-03-39. EDN: QUUVOR.

15. Юрченко И. Ф. Цифровизация мелиоративных агротехнологий: возможности, вызовы, перспективы, инновации // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2021. Т. 11, № 4. С. 141–156. URL: https:rosniipm-sm.ru/article?n=1242 (дата обращения: 15.05.2024). DOI: 10.31774/2712-9357-2021-11-4-141-156. EDN: UMXZBH.

16. Юрченко И. Ф. Приоритетные направления и мероприятия современной цифровизации в мелиорации // Мелиорация и гидротехника [Электронный ресурс]. 2022. Т. 12, № 2. С. 84–100. URL: https:rosniipm-sm.ru/article?n=1280 (дата обращения: 15.05.2024). DOI: 10.31774/2712-9357-2022-12-2-84-100. EDN: KYWLYQ.

17. Программа для расчета шага расстановки и расходно-напорных характеристик дефлекторных насадок на водопроводящем поясе дождевальных машин: свидетельство о гос. регистрации прогр. для ЭВМ № 2024610565 Рос. Федерация / Новиков А. Е., Филимонов М. И., Дранников А. В., Скляр Е. Ю., Збукарев Р. В., Семененко С. Я.; правообладатель Федер. науч. центр гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова. Заявка № 2023688374; заявл. 18.12.23; опубл. 11.01.24, Бюл. № 1. EDN: PQMMTS.