Капельное орошение

Featured

Капельное орошение              Скачать файл  (doc)

toprakaltidamlasulama2 12658009805731 65753037_4---

 

 

Перспективы капельного полива на юге Украины

О преимуществах использования  капельного орошения в сельском хозяйстве известно давно. На Украине капельное орошение начали использовать более 20 лет назад. Но в овощеводстве открытой почвы, в связи с высокой себестоимостью системы, промышленное использование капельного орошения началось только в 1997 году в Каховке на поле компании ЗАО СП «Саус Фуд Инк“ (компания Чумак). В 2001 г. в одном Каховском районе более 500 га овощных культур было размещено на капельном орошении, а в 2004 году суммарная площадь овощных на капельном орошении была более 5500 га, причем более половины приходилось на Херсонскую область. Сегодня наблюдается тенденция увеличения площадей под капельным орошением на 30-100% за год.  Применения капельного орошения. Основные термины и определения. Капельное орошение применяется в овощеводстве в промышленных масштабах на юге Украины с 1997 года. Положительные результаты на всех сельскохозяйственных культурах и на всех типах почв способствовали динамичному развитию этого способа орошения. Успех в применении капельного орошения радикально изменил современный подход к комплексу вода — почва — растение, на фоне дозированного режима питания, и способствовал новому подходу в области орошения вообще. Как любая система, капельное орошение имеет свою терминологию, которую необходимо знать: Источник водоснабжения – канал, бассейн или скважина, откуда производится забор воды; Насосная станция и водозабор предназначены для забора воды из источника; Фильтрационная станция – предназначена для доведения качества воды до установленных параметров. В зависимости от наличия в воде определенных примесей и величины орошаемой площади, фильтрационная станция может включать сетчатые, дисковые, гравийные, гидроциклонные фильтры или их комбинации; Узел внесения удобрений – предназначен для дозированного внесения, совместно с поливной водой, удобрений и СЗР. Может состоять из удобрительной головки и инжектора или дозатрона, а также емкости для приготовления раствора удобрений; Контроллер – устройство для автоматического контроля и управления работой системы капельного орошения; Регулятор давления — устройство для поддержания постоянного давления в системе, согласно паспортных данных; Оросительные трубки — капельные линии, укладываемые параллельно друг другу, согласно технологии, и соединенные с поперечной магистралью трубопровода; Эмиттеры – капельные увлажнители (капельницы) скрепленные с трубопроводом или составляющие с ним единое целое, в зависимости от конструкции. Их назначение – дозированный выпуск воды из трубопровода в небольших количествах.  Классификация и типы оросительных трубок. Трубки классифицируются:

  • По типу трубки – лента или трубка.
  • По типу капельницы – с жесткой капельницей  и мягкой.
  • По жесткости – мягкие (тонкие) и жесткие.
  • Компенсированные и не компенсированные.

Классификация по типу трубки:     Ленты  – Получают при  склеивании полоски полиэтилена, в результате чего образуется канал водовыпуска. Продукты -  Т-Tape, RO-DRIP, Metzerplas, Netafim, Tavlit, Plastro,Baccara, Arkal Трубки  – цельнотянутый продукт, получают с помощью экструдеров. Продукты –All Walid, Allhaditha, Maia, Eurodrip, Netafim, A.I.K, С-plast, Plustro и 4 11 2   3

1

Рис 1-4. Монтаж подземной части

Классификация по типу капельницы:

     

  • Жесткая капельницы – отдельный элемент трубки капельного орошения со множеством лабиринтов. Бывают плоского или круглого типа

Продукты – All Walid, Allhaditha, Maia ,Eurodrip, Netafim A.I.K, C – plast.

 5

  • Мягкая  капельница – неотделимый элемент трубки капельного орошения.

Продукты –Лента Т-Таре, RO-DRIP

i (3) i (2) i (1) i

Рис 6. Типы эмиттеров.

Классификация по степени компенсированности:

  • Не компенсированные – при изменении давления меняется расход воды

Продукты – All Walid, Allhaditha, Maia, Eolos, GR, new GR (Eurodrip)

  • Компенсированные  – при изменении давлении внутри трубки капельного орошения, расход воды, остается неизменны. Продукты – A1, PC2(Eurodrip), RAM, Uniram (Netafim)

Комплектация систем капельного орошения Основные составляющие системы. В настоящее время базовая комплектация системы капельного орошения состоит:

  • Источника водоснабжения;
  • Узла подготовки и внесения удобрений;
  • Фильтростанции;
  • Магистральных трубопроводов;
  • Регуляторов давления;
  • Разводящих трубопроводов;
  • Соединительной фурнитуры;
  • Запорной фурнитуры.

                   i (10) image

Рис 7. Упрощенная схема укладки капельного орошения

Дополнительно система может содержать узлы автоматического контроля и управления системой, а также учета воды.

6 1

 Рис 8. Типовая схема капельного орошения       Рис 9. Структурная схема системы.

10

Рис 10 .Чертеж

  Фильтрационная станция – один из важнейших элементов системы. В зависимости от наличия в поливной воде определенных примесей и величины орошаемой площади, фильтрационная станция может включать сетчатые, дисковые, гравийные и гидроциклонные фильтры.

2

Рис 11. Типовая схема фильтростанции

Сетчатые фильтры устанавливаются не только с очистительной целью, но и с предупредительной, после гравийного. Состоят из корпуса и фильтрующего элемента в виде мелкоячеистой сетки. Применяют для фильтрования воды при невысоком содержании неорганических частиц. Степень очистки воды зависит от размеров ячейки фильтрующей сетки, а пропускная способность от площади. При засорении фильтрующий элемент промывается обратным потоком воды.

  •  Дисковые фильтры разработаны для более глубокого фильтрования. Состоят из корпуса и фильтрующего элемента в виде набора плотно сжатых тонких дисков с радиальными канавками. Они сочетают надежность и наименьшую себестоимость обслуживания.  Используются для удаления неорганических и органических частиц. Обычно используются при заборе воды из скважин. При засорении могут промываться обратным потоком воды, или
  • Гравийные фильтры используются для удаления органических и неорганических частиц. Применяемый в качестве фильтрующего элемента песок, за счет своей высокой удельной фильтрационной поверхности, позволяет удерживать большие количества взвешенных частиц. Используются при заборе воды из открытых водоемов. Промывка производится обратным потоком воды. Засыпаемая гравийно-песчаная смесь используется двух фракций: крупная (1,2-2,4 мм) засыпается снизу, а мелкая (0,5-0,8) засыпается сверху.
  • Гидроциклоны используются для разделения и удаления тяжелых частиц из воды (в основном песка). Используются при большом загрязнении воды тяжелыми частицами, для предварительной очистки.
  • 12

Рис12. Сетчатый горизонтальный фильтр серии О

  • Последняя серия цифр – диаметр входа-выхода в дюймах.
  • i (15)

Рис 13. Горизонтальный дисковый фильтр серии D   Таблица 1.

Ассортимент серийно выпускаемых фильтров

Код

Вход-выход (в дюймах) Рекомендуемый расход (м2/ч)
05-03-200 2″ 15-25
05-03-300 3″ 25-50
05-03-400 4″ 50-75

84457321_2_644x461_kapelnoe-oroshenie-fotografii 14 13

Рис 14. Песчано-гравийный фильтр. Таблица 2.

Ассортимент серийно выпускаемых фильтров

Код Вход-выход (в дюймах) Рекомендуемый расход (м2/ч)
05-08-150 1,5″ 12
05-08-202 2″ 17
05-08-302 3″ 23
05-08-338 3″ 50
05-08-450 4″ 75
05-08-305 (горизонтальный) 3″ 60
05-08-206 (горизонт.-двухсекционный) 2″ 33
05-08-306 (горизонт.-двухсекционный) 3″ 60
05-08-452 (горизонт.-двухсекционный) 4″ 80

11111111111111111

Рис 15. Центробежный сепаратор (гидроциклон). Таблица 3.

Ассортимент серийно выпускаемых фильтров

Код Вход-выход (в дюймах) Рекомендуемый расход (м2/ч)
05-06-034 3/4″ 3-5
05-06-100 1″ 5-12
05-06-150 1,5″ 10-16
05-06-200 2″ 15-25
05-06-250 2,5″ 20-35
05-06-300 3″ 30-50
05-06-400 4″ 50-80
05-06-600 6″ 100-150

Удобрительный узел предназначен для ежедневного, дозированного внесения удобрений и средств защиты растений от почвенных вредителей. Удобрительные узлы обычно используются трех видов:

  • Инжекторного типа – используют поток воды для всасывания удобрений путем создания искусственного разряжения.

Отличаются простотой и надежностью. Недостаток – сложность регулирования подачи раствора.

i (14) i (11)

Рис 16. Инжектор Вентури

Дозатроны – используют поток воды для механического дозирования раствора. Отличаются высокой точностью дозирования. Недостаток – повышенные требования к обслуживанию.

  • Принудительного внесения – используют посторонний источник энергии для принудительной подачи раствора в систему.

Регулятор давления служит для поддержания постоянного давления в оросительных трубках согласно паспортных данных.

i (13) i (12)

Рис 17. Регулятор давления.

 Регулятор давления состоит из корпуса и крышки, между которыми расположена диафрагма. Корпус имеет две камеры разделенные перемычкой таким образом, что прижатая к перемычке диафрагма перекрывает движение воды из одной камеры в другую. Между крышкой и диафрагмой имеется пружина, благодаря которой регулятор может выполнять роль запорного устройства. Входная камера соединена трубкой с полостью над диафрагмой и далее, через тройник и дроссель, с выходной  камерой.

Принцип работы: При закрытом дросселе давление воды во входной камере и полостинад диафрагмой выравнивается, и пружина прижимает диафрагму к перемычке, перекрывая поступление воды в систему. Регулируя дросселем, сброс воды с полости над диафрагмой регулируется давление в системе. Если в системе повышается давление – то оно автоматически повышается и над диафрагмой, тогда диафрагма, под действием пружины, опускается, уменьшая подачу воды. И наоборот.

          Выбор фильтростанции. При выборе фильтростанции необходимо учитывать источник водоснабжения (открытый водоем или скважина), степень загрязненности воды и вид загрязнителя, часовую потребность в воде (пропускную способность), а также производительность насосной станции и количество других потребителей. Следует иметь ввиду наличие необходимости проведения анализов воды на химический состав, наличие биологических и механических загрязнителей с целью определения пригодности для орошения и подбора фильтростанции. При использовании поливной воды из открытых водоемов, следовательно, имеющей большое количество биологических загрязнителей, необходимо включать в состав фильтростанции гравийно-песчаный фильтр, а при большом количестве взвешенных песчаных частиц целесообразно использование гидроциклонов. Так же, по мимо гравийно-песчаного, в состав фильтростанции (при заборе воды с открытых водоемов) входит страхующий сетчатый или дисковый фильтр. Если используется вода со скважины то, обычно достаточно одного дискового или сетчатого фильтра. При большом количестве взвешенных песчаных частиц целесообразно использование гидроциклонов.                                                            Определившись с типом фильтростанции, на основании анализа источника водоснабжения, переходят к выбору типа фильтров и расчета их количества. Перед выбором пропускной способности фильтростанции, необходимо уточнить производительность (при наличии) насосной станции и наличие других потребителей воды. При избыточной мощности насосной станции возможна ситуация когда дополнительные затраты на подачу воды превысят стоимость дополнительных фильтров. Поэтому необходимо также экономическое обоснование пропускной способности фильтростанции. Определившись с максимально необходимой пропускной способностью фильтростанции и ее типом, начинают комплектацию. По пропускной способности подбирают марку фильтра и их количество. Также выбирается удобрительный узел. Удобрительный узел обычно состоит из задвижки, инжектора и соединительно-запорной арматуры. В зависимости от пропускной способности фильтростанции инжектор может быть от 0,5” до 1,5”. На практике фильтростанция (к примеру от компании AiK) выглядит следующим        образом:

555555 77777 33 555555 84457321_2_644x461_kapelnoe-oroshenie-fotografii

Рис.18-19 Узел фильтрации и фертигации.

Порядок и основные требования к монтажу. На участке, предназначенном для размещения системы капельного орошения, предварительно проводится предпосевная обработка почвы и, при необходимости, внесение почвенных гербицидов. Монтаж производится в следующей последовательности:

  • Монтируется фильтростанция и магистральные трубопроводы, согласно проекта;
  • Производится посев и укладка оросительной трубки при сеяной культуре, или укладка трубки при рассадной культуре (Производится вручную или с помощью укладчиков расположенных на раме сеялки или культиватора);
  •  Укладывается распределительный трубопровод (LFT) и подсоединяется к магистральному трубопроводу;
  • Оросительные трубки, через фитинги, подсоединяются к распределительному трубопроводу. Для этого в трубопроводе, с помощью перфоратора, делаются отверстия под фитинг;
  • Промывают систему водой в течении 10-15 минут. Для этого в начале промывают фильтростанцию до появления чистой воды, а затем промывают оросительные трубки;
  • По окончании промывки закрывают концы оросительных трубок;
  • Производят регулировку давления согласно паспортных данных.

  Эксплуатация системы.  

Стоимость систем капельного орошения довольно высокая, поэтому очень важно правильно спланировать все работы по эксплуатации системы. Если планирование будет осуществлено неверно, что повлечет за собой неправильную эксплуатацию системы, затраты не окупятся, так как прибыль будет низкой. Выращивание овощей на капельном орошении предполагает применение самых передовых технологий, поэтому получение высоких урожаев возможно только при обязательном выполнении всех агротехнических мероприятий по защите растений, внесению удобрений, уходу за растениями. Система капельного орошения не защищена от неправильной обработки почвы и ухода за растениями, поэтому все работы необходимо выполнять своевременно и качественно.

Существуют две различные системы капельного орошения – трубка капельного орошения (Евродрип, Сипласт, Нетафим, AiK,) и лента капельного орошения (Т-Тейп).

Качество каждой из систем зависит от толщины (плотности) трубки или ленты. Трубка или лента с высокой плотностью может использоваться несколько лет. Срок использования наиболее тонкой ленты составляет один год. Лента с наименьшей плотностью закладывается в почву на глубину 5 см. Более плотная трубка или лента может использоваться на поверхности почвы. При эксплуатации самой тонкой ленты важно проследить, чтобы она была уложена в почву точно на глубину 5 см. К сожалению, в Украине ещё нет техники для точной укладки ленты в почву, различия в глубине составляют +,- 5 см. Если лента расположена слишком глубоко, есть риск изменения давления и объёма воды в ленте, так как после сильных дождей почва существенно уплотняется. Так же будет трудно убрать ленту из почвы после окончания сезона, если она находится слишком глубоко в почве.

Если лента с наименьшей плотностью расположена слишком мелко, могут возникнуть проблемы с почвенными вредителями (проволочник, медведка). Очень важно сразу же после укладки ленты внести в почву с поливной водой инсектициды в следующей пропорции:

Децис форте- 0,1 л\га.

Диазинон Евро – 1,5 л\га.

Золон – 1,5 л\га.

К сожалению достаточно эффективных препаратов по борьбе с почвенными вредителями ещё нет. Наряду с этим тонкая лента может повреждаться воронами.

Обслуживание системы проводится как в дневное, так и в ночное время, поэтому важно организовать работу операторов в несколько смен. Необходимо регулярно осуществлять промывку фильтростанции и постоянно контролировать давление в системе, устранять возможные утечки.

По завершению поливного сезона проводится демонтаж и закладка всех элементов на хранение. При использовании однолетней капельной трубки или ленты, она демонтируется и убирается с поля с дальнейшей утилизацией. Предварительно необходимо извлечь ремонтную фурнитуру, которая применялась в течение сезона для текущего ремонта, с целью дальнейшего использования. Важным экологическим фактором является зачистка поля от остатков капельной ленты и других полимерных отходов. Пластик в почве не разлагается, поэтому у многих фермеров поля, где применялось капельное орошение, загрязнены остатками этой системы. Для нормальной эксплуатации таких почв в будущем, крайне важно очищать поля от пластика любого вида.

Если использовалась многолетняя трубка её необходимо промыть, чтобы удалить все микро- и макро частицы, накопившиеся за период эксплуатации. Для этого, на концах трубки открываются заглушки, и потоком воды промывается система до тех пор, пока не пойдет чистая вода. Эта работа проводится по поливным блокам операторами. Если для полива использовалась вода из открытых водоёмов, возникает угроза распространения сине-зеленых и других водорослей и бактерий, которые образуют слизь, забивающую капельницы. Поэтому на таких системах необходимо ввести в поливную воду хлор в концентрации 20 мг\л. Такая промывка производится через инжектор в течение 30-60 минут. Так как, в течение сезона для подкормки растений применяются удобрения содержащие соли кальция и магния, может произойти блокировка капельниц этими солевыми остатками. Для удаления этих солей в конце сезона применяют техническую азотную, ортофосфорную или хлорную кислоту в концентрации 0,6 % по действующему веществу. Продолжительность кислотной ирригации около одного часа.

Методика проведения кислования оросительной трубки.

Первый метод:

  • Определение расхода воды на оросительный блок;
  • Определение количества кислоты по расходу воды и времени кислования;
  • Подготовка маточного раствора;
  • Закачка маточного раствора в систему в течении 30 минут;
  • Промывка системы орошения в течение 30 минут.

Второй метод:

  • Определение количества воды под заданное количество кислоты;
  • Определение производительности оросительной трубки в зависимости от рабочего давления;
  • Определение рабочего давления в трубке для достижения заданной производительности;
  • Подготовка маточного раствора;
  • Настройка расчетного давления в системе;
  • Проведение кислования по первому методу.

 

Проведение кислования по первому методу.

 

Обычно участок культур под капельным орошением разбивается на поливочные блоки, т.е. делится на части поливаемые одновременно. Размеры блока зависят от источника водоснабжения, конфигурации поля, выращиваемых культур и, главное, экономических показателей.

Возьмем, к примеру, площадь наиболее массово используемой клетки томатов в 2,5 га и оросительную трубку Элош Евродрип с выливом 1,3 л/ч через одну капельницу.

Определяем гектарную норму вылива:

Для каждой культуры, с учетом возделываемой площади и схемы посадки, рассчитывается потребность в оросительной трубке:

        Sк * 10000

Lт = ¾¾¾¾  м.

             L

Где:

– потребность в оросительной трубке;

– площадь возделываемой культуры;

          L  – расстояние между оросительными трубками (схема посадки).

 

Для определения расхода воды на гектар пользуются следующей зависимостью:

           10 * q

W =  ¾¾¾¾ м3/ч.

            L * x

где:

     L – Расстояние между оросительными трубками (схема посадки), м;

 х – Расстояние между эмиттерами оросительной трубки, м.

 q– Норма вылива одного эмиттера л/ч.

Таким образом, для 2,5 га томатов при расстоянии между оросительными трубками 1,8 м вылив воды, будет 60 м3/ч. Тогда вылив воды за 30 минут составит 30 м3. Количество азотной кислоты для впрыскивания при условии 0,2% концентрации составит:

 Q = 30000 Х 0,002 = 60 литров

Рекомендуемая концентрация раствора азотной кислоты 0,2 – 0,5%.

Следующий этап – приготовление маточного раствора в концентрации 1/5 причем кислоту лить в воду а не наоборот.

Количество маточного раствора:

Qм = 60 Х 5 = 300 литров.

Перед кислованием системы  обязательно провести промывку оросительных трубок через концевые заглушки до появления чистой воды.

Кислование оросительных трубок проводится в течении 30 минут. После кислования обязательно промыть систему чистой водой не менее 30минут.

 

Проведение кислования по второму методу.

 

При необходимости экономии кислоты или угрозе повреждения корней растений можно использовать второй метод, в котором за основу берется запланированное количество кислоты.

Рассмотрим предыдущий пример по клетке томатов площадью 2,5 га.

Допустим по технологии нам необходимо использовать для кислования 10 л азотной кислоты. Вылив воды из системы за 30 минут при 0,2% концентрации должен составить:

Q = 10/0.002 = 5000 л.

Или 10 м3/ч. Тогда необходимо получить, вылив из одного эмиттера:

q = L * х = 1.8 * 0.3 = 0.54 л/ч.

Исходя из характеристики рассматриваемой  трубки, данная производительность эмиттера соответствует давлению 0,55 бар.

Следующий этап заключается в настройке системы на давление в оросительной трубке на расчетное давление. Приготовление маточного раствора и проведение кислования проводится по предыдущей схеме.

Промывка системы чистой водой проводится при рабочем давлении.

При недостаточной очистке эмиттеров от загрязнений кислование повторить через 5…7 дней.

После применения таких препаратов необходимо провести промывку чистой водой в течение 30-40 минут. После проведения всех этих мероприятий, капельная трубка сматывается в бухты и закладывается на хранение. При сматывании необходимо удалить из трубки воду. Хранить трубку необходимо в помещении или герметичной ёмкости, для избежание проникновения мышевидных грызунов, которые повреждают систему. Для борьбы с грызунами применяют так же препарат Шторм, разлаживая в помещении брикеты, на расстоянии 1-2 метра друг от друга. Но, наиболее эффективным является хранение в герметичных металлических ёмкостях. Для полного уничтожения всех вредителей можно применить газацию таких емкостей выхлопными газами.

Следующим этапом в подготовке к хранению является демонтаж гибкого шланга LFT. Соединители LFT-трубка со шланга лучше не снимать, так как при этом можно повредить соединительные гнезда. Перед демонтажем необходимо провести промывку чистой водой, для удаления всех механических частиц. После этого гибкий шланг аккуратно сворачивается, при этом не допускаются перегибы и деформация. Производится измерение длинны каждого рукава, и навешивается этикетка, с указанием метража и схемы посадки, на которой он применялся. Хранить гибкий шланг лучше совместно с капельной трубкой.

Задвижки и шаровые краны необходимо очистить от загрязнения, промыть в воде. Все части подверженные коррозии смазать техническими смазками. При хранении необходимо избежать попадания на них влаги.

Гравийно-песчаные фильтростанции освобождаются от гравия, вымываются чистой водой. Перед установкой на хранение их необходимо высушить. Все задвижки на фильтростанции смазываются техническими смазками и герметизируются. Фильтрующий гравий необходимо промыть в проточной воде на решетах и произвести обеззараживание растворами технических кислот для уничтожения сине-зеленых водорослей и бактерий. Концентрация рабочего раствора составляет 0,6 % действующего вещества.

Дисковые и сетчатые фильтра необходимо тщательно промыть в чистой воде. Если на них имеются солевые отложения, проводится промывка в таком же растворе технических кислот. После этого все части снова промыть в чистой воде, и высушить. Хранить их лучше в собранном виде.

Очень важным моментом является удаление воды из всех элементов капельного орошения. При попадании воды возможно размораживание и повреждение частей орошения при низких температурах.

От тщательности подготовки всей системы капельного орошения к правильному хранению в зимний период зависит долговечность работы вашей системы, что позволит сэкономить ваши средства.