Крапельне зрошення

Впровадження крапельного зрошення обіцяє багато переваг. Якщо порівнювати з поливними системами дощувального типу, це економія поливної води від 50 до 500%, електроенергії 50-70%, добрив і ЗЗР 20-50%, а також поліпшення якості продукції та підвищення врожайності овочевих культур від 30 до 300%. Система крапельного зрошення складається з вузлів, кожен з яких може бути представлений різною практичною реалізацією. Зрозуміло, що ефективність системи поливу безпосередньо залежить не тільки (і, можливо, не стільки) від її вартості, скільки від застосування потрібної конфігурації обладнання в конкретних умовах експлуатації. Тут Ви знайдете класифікацію всього спектру обладнання для систем краплинного зрошення. Він допоможе Вам зорієнтуватися при покупці, впровадженні та модернізації систем крапельного зрошення.

Системи крапельного зрошення відрізняються один від одного складовими елементами і їх комплектацією, що залежить від площі обслуговування, джерела водозабору, рельєфу місцевості і культури, яка зрошується.

Насосна станція.

Як джерело водопостачання для систем крапельного зрошення можуть використовуватися відкриті водойми, канали, свердловини. Залежно від типу джерела застосовуються різні насосні станції. Це можуть бути стаціонарні електричні насосні станції постійного і тимчасового розміщення, пересувні дизельні і електричні насосні станції. При заборі води з свердловини використовуються занурювані відцентрові насоси. Стаціонарна електрична насосна станція (НС) зазвичай обслуговує спільно і дощувальні системи, і краплинні системи поливу. Переваги пересувних дизельних НС в тому, що вони забезпечують автономну роботу далеко від основних джерел водопостачання.

Фільтраційна станція (ФС) - найважливіший із складових елементів СКО. Від неї залежить надійність роботи системи і рівномірність розподілу води по масиву зрошення. Основна функція ФС - очищення води перед подачею в краплинні лінії: завдяки якісній очистці води надійно працюють крапельниці. Залежно від наявності в воді певних домішок і величини зрошуваної площі, ФС може включати в себе гравійні, сітчасті, дискові і гідроциклони фільтри.

Вибір фільтра і їх кількість в складі ФС залежить від джерела водопостачання (відкриті водойми або свердловини), ступеня забрудненості води і виду забруднювача, а також від пропускної здатності фільтрів і продуктивності насосної станції. Гравійні фільтри використовуються при заборі води з відкритих водойм, служать для видалення органічних і неорганічних речовин і являють собою закриті ємності. В якості фільтруючого елемента використовується колотий щебінь двох фракцій: велика (1,2-2,4 мм) засипається знизу і дрібна (0,5-0,8 мм) зверху. Сітчасті і дискові фільтри застосовують в якості контрольних - для тонкої очистки. Їх також можна встановлювати при використанні свердловинних вод - гравійні фільтри в такому випадку не використовуються. У сітчастих фільтрах в якості фільтруючого елемента використовується сітка з дрібним осередком. При цьому ступінь очищення води залежить від розмірів осередку сітки, а пропускна здатність - від площі сітки. Дискові фільтри призначені для більш глибокого фільтрування. Фільтруючий елемент являє собою набір щільно стислих дисків з радіальними канавками. У новому типі автоматичної сітчастої фільтростанції Filtomat виробництва Ізраїлю, її пропускна здатність - до 400 м³ / год, ступінь фільтрації - до 480 Mesh і площа фільтрації - до 6800 см². Така фильтростанция здатна замінити кілька гравійних фільтрів і має механізм самоочищення (промивка виконується за допомогою турбіни), привід якого здійснюється за рахунок тиску води. Filtomat зручний для зрошення овочів у відкритому грунті. Але ця станція програє в очищенні води.

Вузол підготовки і внесення добрив і хімікатів

Для підготовки і подачі розчину найбільш широко застосовуються пристрої трьох типів: інжектори «Вентурі», удобрювальні ємності і спеціальний пристрій «Дозатрон», поширені в основному за кордоном. Інжектор типу «Вентурі» являє собою трубку з конусними звуженнями по обидва боки, виготовлену з полімерних матеріалів, стійких до агресивних середовищ. Найпопулярнішим інструментом для приготування маточного розчину є пластмасовий бак кубічної форми. Він забезпечує найдешевший, але й найменш автоматизований спосіб приготування розчину (тобто повністю ручний).

В "Дозатрони" альтернативою виступає інший інструмент - герметично закритий бак з кранами на вході і на виході, який служить для більш простого внесення добрив та інших хімікатів. Робота герметичного бака автоматизована (хімікалії і вода подаються автоматично), а до його недоліків можна віднести нерівномірність концентрації і подачі маточного розчину. Ще одним варіантом внесення хімікалій є використання пристрою «Дозатрон», яке працює за запатентованою технологією і проводиться однойменної французькою компанією. «Дозатрон» являє собою гідравлічний дозатор, головними частинами якого є гідродвигун і дозуючий поршень. Привід гидродвигателя здійснюється під тиском води, в результаті чого дозатор всмоктує точно певну кількість розчину з ємності. При цьому в камері змішання утвориться однорідна суміш, яка разом з водою подається в крапельну систему. Доза, що впорскується розчину пропорційна обсягу води, що проходить через дозатор, незалежно від витрати і тиску в системі. Недоліком використання «Дозатрони» є підвищені вимоги до його обслуговування і висока ціна.

Магістральний трубопровід виготовляється з матеріалів, що не піддаються корозії, - поліетилену, поліпропілену, полівінілхлориду (ПВХ). Найчастіше використовуються труби, виготовлені з поліетилену двох видів: високого тиску (ПВД) і низького тиску (ПНД). ПВД - матеріал, менш міцний, але більш еластичний у порівнянні з ПНД.

Робочий тиск для поліетиленових труб знаходиться в межах від 0,25 до 1,0 МПа. Їх перевага - невисока вартість, корозійна стійкість, низька питома вага, висока технологічність укладання і довговічність.

Магістральні трубопроводи найчастіше монтують з працю ПНД діаметром до 160 мм. На невеликих ділянках іноді використовуються еластичні труби ПВД діаметром до 32 мм. Розподільний трубопровід призначений для доставки води від магістрального трубопроводу до крапельних ліній. У системах крапельного зрошення промислових ділянок (площею понад 1 га) в якості розподільних трубопроводів використовується гнучкий армований ПВХ-шланг (так званий шланг Layflat). Нерідко він використовується і як магістральний трубопровід, який прокладається по поверхні грунту. Шланг Layflat має багато переваг: не деформується від впливу температури, не руйнується від ультрафіолетових сонячних променів, має тривалий термін експлуатації, через нього може переїжджати колісна техніка (при відсутності в ньому тиску). Шланг зручний в монтажі і демонтажі, в експлуатації і зберіганні, має невелику вагу і легко згортається в бухти.

У місцях з'єднання магістрального трубопроводу з розподільними встановлюються, як уже згадувалося вище, регулятори тиску, які призначені для підтримки певного тиску в крапельних лініях на постійному рівні.

При заповненні системи магістральних і розподільних трубопроводів водою в них виникає надлишковий тиск, що може привести до гідравлічного удару. При відключенні подачі води відбувається зворотний процес і в системі виникає вакуум, який змушує систему засмоктувати повітря через емітери крапельних ліній, що може викликати засмічення крапельниць і деформацію трубопроводів. Для запобігання цих процесів на найвищих і кінцевих точках системи встановлюються клапани вивільнення повітря.

Краплинні лінії є заключною ланкою в системі крапельного зрошення. Основною робочою частиною крапельної лінії є крапельниця - пристрій, через яке вода надходить безпосередньо до рослини.

Існує два основних види крапельного поливу: дискретний і лінійний. При дискретному поливі окремі крапельниці за допомогою спеціальних перехідників встановлюються на м'яку трубку. Отвір в трубці проколюється за допомогою діркопробивача. Дискретний полив застосовується в основному при краплинному зрошенні в теплицях. При лінійному поливі крапельниця вбудована в крапельну лінію; цей спосіб поливу застосовується на відкритому грунті.

Існує безліч різновидів крапельних ліній: застосовуються трубки і стрічки, з жорсткими і м'якими крапельницями (емітерами). Жорсткі крапельниці бувають плоского або круглого типу. Форма жорстких крапельниць може бути різною у різних виробників, в іншому (принцип дії, ефективність) вони схожі. Жорсткі емітери використовуються в трубках, інтегровані (м'які) - на стрічках. Розрізняють нормальні і компенсовані крапельниці. На відміну від нормальних, в компенсованих емітерах при зміні тиску усередині трубки витрата води не змінюється. Трубки крапельного зрошення частіше використовуються для поливу багаторічних насаджень - садів і виноградників, де вони розташовуються на певній висоті над землею.

Стрічки крапельного зрошення застосовуються в основному при поливі овочевих культур. При цьому стрічку або ховають до грунт на певну глибину, або мають у своєму розпорядженні прямо на поверхні грунту. За жорсткості краплинні трубки і стрічки діляться на м'які і жорсткі (залежить від товщини стінки). Одиницею товщини за міжнародною класифікацією є mill (один mill = 0,025 мм, або 25 мкм). Товщина стінки крапельних ліній безпосередньо впливає на термін їх експлуатації. Краплинні трубки використовуються протягом декількох сезонів (не менше 10) і, як правило, мають товщину стінки в межах 1,0-1,2 мм. Виготовляються вони з внутрішнім діаметром від 14 до 25 мм (в залежності від виробника) і витратою води через крапельниці від 0,6-8,0 л / год. Відстань між крапельницями - від 30 до 100 см.

Краплинні стрічки діляться на тонкостінні (товщина стінки - 0,1-0,8 мм) і товстостінні (товщина стінки - 0,9-1,2 мм). Тонкостінні (з товщиною стінки 0,1-0,25 мм) використовуються протягом одного сезону і, як правило, розміщують їх на поверхні. Стрічки з товщиною стінки 0,31-0,81 мм можуть використовуватися при підземної експлуатації, а також застосовуватися багаторазово. Стрічки виготовляють з внутрішнім діаметром від 12 до 22 мм (найбільш поширений внутрішній діаметр - 16 мм) і витратою води через крапельницю від 0,25 до 2,9 л / год. Продуктивність товстостінних стрічок - від 2,0 до 8,0 л / год.

Робочий тиск в стрічках (в залежності від виробника) знаходиться в різних межах: від 0,40 до 1,4 бар. Довжина крапельних ліній при проектуванні систем крапельного зрошення вибирається виходячи з 5-15% нерівномірності поливу і залежить від діаметра трубки, відстані між крапельницями, номінального тиску і витрати води, рельєфу місцевості (величини схилу). Так, наприклад, для одного з наймасовіших крапельних стрічок (діаметр 16 мм, норма викиду - 1,4 л / год, відстань між емітером - 0,3 м) при нерівномірності поливу 10% максимальна довжина поливного гону складає 150 м.

Системи крапельного зрошення використовуються при вирощуванні різних культур у відкритому і закритому грунті. Найбільш ефективно крапельне зрошення зарекомендувало себе при вирощуванні овочів, плодових культур і винограду. В автоматизованих системах крапельного зрошення використовуються багатоканальні системи дозування з електронними контролерами, які дозволяють повністю автоматизувати процес внесення розчинних добрив та інших хімікатів разом з поливною водою. Багатоканальні системи випускаються для управління одночасно декількома незалежними лініями поливу. Контролери дозволяють не тільки задавати параметри зрошення і контролювати їх (в тому числі автоматично змінювати налаштування в залежності від зміни навколишнього середовища), але і додавати в поливну воду добрива, пестициди та інші компоненти. Більшість автоматизованих СКО мають можливість виведення даних на комп'ютер, з якого оператор може контролювати відразу кілька об'єктів. Останнім часом для зрошувальних систем у відкритому грунті все частіше використовуються системи дистанційної бездротової передачі даних. Таким чином, з'являється можливість контролювати на своєму домашньому комп'ютері процес зрошення декількох полів, віддалених на десятки кілометрів.