Розрахунок і проектування систем крапельного поливу

Розрахунок і проектування систем краплинного поливу Рис.1

На сьогодні крапельне зрошування (краплинне зрошування) є найпрогресивнішим способом поливу, який дозволяє досягати найбільш раціонального використання водних ресурсів і створювати при цьому оптимальні умови розвитку рослин.  Крапельне зрошування обумовлює більш ранній урожай, не викликає ерозії ґрунту.

Основні переваги і вигоди крапельного поливу:

  • У кілька разів скорочується витрата води, яка надходить безпосередньо в прикореневу зону і зволожує грунт виключно в місцях посадки культурних насаджень.
  • Зменшується кількість бур'янів і знижується рівень поширення фітопатології, так як волога надходить дозовано, а технологічні проходи, доріжки і міжряддя залишаються сухими.
  • Зберігається структура грунту, поліпшується її повітряний режим, не утворюється ґрунтова кірка. Виключається ризик запливанія грунту, тому коренева система розвивається рівномірно і не відчуває дефіциту кисню.
  • Крапельне пристрій і принцип його дії дозволяє застосовувати такий спосіб на ділянках різних розмірів, конфігурацій і планувань.
  • Ціна на повністю укомплектовані набори окупається в короткі терміни.
  • Простий і швидкий монтаж, а також можливість швидкого відновлення в разі механічних пошкоджень. З підключенням легко впорається навіть недосвідчений садівник-городник.
  • Як джерело води може бути колодязь, водойма, центральний водопровід або будь-яка містка ємність. При цьому для початку роботи досить мінімального робочого тиску в трубках і стрічках (до 0,5 атм).

Основні недоліки:

  • періодичне засмічення крапельниць солями і домішками, що містяться у воді. Воду потрібно відстоювати і фільтрувати;
  • час від часу виникає необхідність налаштування витрати води кожної з крапельниць;
  • на відкритому грунті краплинні стрічки та шланги (трубки) можуть бути пошкоджені комахами, гризунами і птахами — потрібно ряд заходів з протидії цій загрозі.

За своїми якісними характеристиками краплинне зрошення поступається лише аеропоніці.

Економічна ефективність застосування такої системи неможлива без попередніх грамотних розрахунків, виконаних з урахуванням потреб вирощуваної культури, площі і схеми поливу, геометрії ділянки, можливостей джерела водопостачання.

Комплектація систем крапельного поливу

На невеликих ділянках, як правило, обходяться базовим набором комплектуючих або придбанням готового набору для краплинного поливу. Вода в таких випадках надходить в систему з встановленої на узвишші ємності, а регулярність її подачі визначається виходячи з вологості грунту.

Якщо ж мова йде про великі господарства з великими поливними площами, то проектування системи зрошення вимагає більш вдумливого підходу. Поряд з основними елементами можуть знадобитися додаткові вузли для автоматизації контролю роботи системи і її управління, насосні та фільтрувальні станції, редуктори для зниження тиску.

Базова система крапельного поливу складається:

  • джерела водопостачання, можливості якого є ключовими для подальших розрахунків і проектування.
  • магістральних, розподільних трубопроводів - їх пропускна здатність враховується при розрахунку максимально можливої ​​кількості працюючих одночасно крапельниць і, як наслідок, площі зрошуваного ділянки.
  • зрошувальних трубок і стрічок, які приєднуються до магістральної труби і укладаються безпосередньо на грядки Основними видами є:
    • крапельна стрічка - характеризується невеликою товщиною стінок і наявністю вбудованих крапельниць (емітерів), які розташовуються з фіксованим кроком від 10 до 30 см. Вони широко застосовуються для поливу полів та городу (овочевих, коренеплідних, ягідних культур), а ціна на них найдоступніша;
    • краплинні трубки - відрізняються більш товстої (від 1 мм) стінкою, що визначає їх підвищену зносостійкість і довговічність, при цьому можуть бути сліпими або з вбудованими емітерами. Перевага сліпий трубки полягає в можливості встановити крапельниці на довільному відстані один від одного і таким чином організувати полив неупорядоченно висаджених в саду дерев або чагарників;
    • спрей-шланги (туман) - є тонкостінної поліетиленовою трубкою з численними отворами маленького діаметру, проходячи через які вода створює найтонші струмочки води, що імітують дрібнодисперсний дощ. Такі вироби часто використовують для газонів, теплиць, міні-парників, городу.
  • крапельниць (емітерів) - при проектуванні враховується відстань між крапельницями і їх продуктивність на годину.
  • фільтрів і редукторів тиску, з'єднувачів, фітингів, кранів, заглушок, стартерів, і т.д. - іншими словами сполучної і запірної фурнітури, необхідної для створення розгалуженої системи крапельного зрошення.

Якщо крапельний полив використовується для внесення легкорозчинних добрив у вигляді рідкої підгодівлі, то додатково він обладнується інжекторами.

Порядок проектування зрошувальної системи

1. Визначення потреб у воді з урахуванням можливостей джерела водопостачання.

Цей етап є актуальним, як для малих, так і для великих площ, оскільки дозволяє розробити схему поливу, яка буде максимально ефективною в умовах конкретного господарства.

Якщо на присадибній ділянці використовується централізований водопровід, то вимірюється швидкість наповнення ємності з відомим об'ємом за 1 хв. Отриманий результат множиться на 60 і таким чином стає відомо, яке орієнтовна кількість води може бути доставлено на грядки протягом 1 години. Подальше планування зводиться до розрахунку площі зрошуваного ділянки і часу, необхідного для його поливу з урахуванням продуктивності крапельниць і вимог культури.

Нерідко полив здійснюється з ємностей, які наповнюються з колодязя або свердловини. Продуктивність такої системи можна розрахувати на простому прикладі. Для зрошення 100 кущів томатів, висаджених подвійними рядами по 10 м кожен, використовуються дві 10-метрові стрічки з відстанню між емітером 30 см. Продуктивність однієї крапельниці дорівнює 1,2 л / год, а норма поливу на 1 рослину - 1,5 л ( загальний обсяг ємності - 150 л). В такому випадку норма витрати всієї системи о 1 годині складе 80 л: кількість емітерів 66,7 шт. - (2х10 м) / 0,3 м) х норма виливу 1,2 л / год. Виходячи з цього, час зрошення - 1 година 52 хв.

Для середніх і великих фермерських господарств, які в якості джерела використовують відкриті водойми, обов'язковою умовою в роботі систем крапельного поливу є застосування фільтраційних систем. Їх пропускна здатність - один з важливих показників, необхідних для розрахунку допустимого добового водоспоживання. Наприклад, для південних регіонів, в яких максимальна щоденна норма поливу знаходиться в діапазоні 60-70 м³ / га, цей параметр визначається за формулою:

bez_nazvanyya.png

де: Q - пропускна здатність фільтростанції, м³ / год;
60 - максимальна зрошувальна норма на добу, м³ / га;
S -предполагаемая площа зрошення на добу, га;
Т - запланований час роботи системи в добу, 16-20 ч.

Таким чином, стають відомими попередні вимоги до фільтрувальної станції та максимальний обсяг води, який можна використовувати в годину.

2. Розрахунок кількості зрошувальної трубки (стрічки).

Якщо можливості джерела дозволяють витрачати розраховане за вищевказаною формулою кількість води, то відразу приступають до розрахунку кількості стрічок або трубок. На цьому етапі враховується перелік вирощуваних культур, займані ними площі і схема посадки.

Для кожної культури необхідний метраж розраховується окремо за формулою:

bez_nazvanyya_1.png

де: Lt - потреба в зрошувальній трубці, м;
Sк - площа оброблюваної культури, га;
10000 - коефіцієнт для перекладу га в м2;
L - відстань між зрошувальними трубками (відповідає ширині міжрядь), м.

Таким чином, отримуємо необхідну кількість крапельної стрічки (трубки).

3. Визначення розміру одного поливального блоку.

У практичних умовах на великих ділянках провести крапельний полив всієї площі одночасно нереально. Стримуючими факторами крім недостатньої кількості води в джерелі і пропускної здатності фільтрувальної станції можуть бути занадто довгі ряди і обмежені можливості розвідного трубопроводу. Тоді ділянку розбивають на окремі блоки, а площа кожного з них обчислюють за формулою:

3.png

де, S - площа блоку, га;

Qt - максимальна пропускна здатність трубопроводу, м³ / год;

L - відстань між зрошувальними трубками або стрічками (відповідає ширині міжрядь), м;
х - відстань між крапельницями на зрошувальної трубці (стрічці), м;
q - норма виливу з однієї крапельниці, л / год.

У свою чергу значення Qt (м³ / год) в залежності від різних значень діаметра трубопроводу становить:

  • діаметр 25 мм - 4 м³ / год;
  • діаметр 32 мм - 6 м³ / год;
  • діаметр 63 - 23 м³ / год;
  • діаметр 75 - 40 м³ / год;
  • діаметр 110 - 80 м³ / год;
  • діаметр 125 - 88 м³ / год;
  • діаметр 140 - 110 м³ / год

Якщо загальну зрошувальну площа поділити на отриману розрахунковим шляхом площа одного блоку, то стане відома кількість таких блоків. Цей показник коректують з урахуванням економічної і просторової доцільності та при необхідності збільшують кількість блоків шляхом зменшення їх площі.

У свою чергу, з урахуванням схеми посадки кожної культури і водовипускні здатності стрічки розраховується витрата води на гектар на годину за формулою:

6.png

Рекомендується планувати блоки таким чином, щоб в кожному з них вирощувалася одна культура з однаковими вимогами до поливу і підживлення, а рослини були висаджені за однією схемою. Найбільш вигідним вважається розміщення розподільного трубопроводу по центру блоку для двостороннього підключення крапельних труб або стрічок.

Ще один важливий аспект, який важливо враховувати для дотримання рівномірності поливу - максимальна довжина гону крапельної трубки (стрічки), яка визначається її технічними характеристиками. Наприклад, для найбільш поширеною в Україні трубки діаметром 16 мм з відстанню між емітером 30 см, водовилівная здатність яких дорівнює 1,4 л / год, максимальна протяжність поливального гону складає 150 м.

4, Уточнення норм поливу для кожного блоку.

Коли відомі розміри кожного блоку (Sб, га) і витрата води на гектар (W, м³ / год), приступають до розрахунку необхідного для конкретного блоку кількості води (Wi, м3 / год) за формулою:

36.png

Складання схеми поливу

Знаючи максимальну поливну норму (60-70 м3 / га) і гектарну витрата води в годину для кожного з блоків (Wi) можна розрахувати щоденну тривалість поливу.

Виходячи з отриманих даних, складається графік зрошення всієї площі. Наявні на цьому етапі дані дають можливість порахувати кількість необхідної фурнітури.

Читайте більше новин з розділів: 
Стаття Усі новини
Дізнавайтесь першими найсвіжіші агрономічні новини України та світу на нашій сторінці в Facebook, Twitter Telegram.

Коментарі та відгуки