Спринклерный полив

Сегодня во всем мире используется множество спринклерных систем, начиная от простого ручного перемещения и заканчивая большими самоходными системами. Эти устройства пополняют воду, потребляемую растениями, или обеспечивают смягчение почвы, чтобы сделать ее пригодной для сельскохозяйственной деятельности.

Спринклерное орошение - это метод, при котором вода распределяется сверху на поверхность почвы с помощью спринклеров, разбивающих поток воды на небольшие капли.

Вода подаётся на участок и распределяется по нему через систему труб, затем выбрасывается в воздух через распылительные головки и падает  на поверхность почвы.

Спринклерные системы создают в некоторых случаях условия, более благоприятные для роста, чем при капельном орошении, путём понижения температуры почвы и увеличения влажности  воздуха в приземном слое.

Подходящие культуры

Спринклерный полив подходит для большинства зерновых, овощных, плодово-ягодных,  древесных культур и др. Однако большие оросители не рекомендуются для орошения нежных культур, таких как салат, потому что большие капли воды, создаваемые спринклерами, могут повредить урожай. Вода может распыляться и под навесом и в теплицах.

Подходящие склоны

Орошение спринклерами может быть адаптировано к любому сельскохозяйственному склону, будь он равномерным или волнообразным. Боковые трубы, подающие воду на спринклеры, должны быть выложены вдоль линии с наименьшим перепадом высот, если это возможно. Это позволит свести к минимуму изменения давления на спринклерах и обеспечить равномерное орошение.

Подходящие почвы

Спринклеры лучше всего подходят для песчаных почв с высокими уровнями проникновения, хотя они адаптируются к большинству почв. Средняя норма осадков от спринклеров (в мм / час) всегда выбирается меньше базовой скорости проникновения почвы, чтобы можно было избежать поверхностного затопления и стока.

Спринклеры не подходят для почв, которые легко образуют корку. Если орошение спринклера является единственным доступным методом, следует использовать легкие мелкие распылители. Больших спринклеров, производящих большие капли воды, следует избегать.

Подходящая вода для полива

Подача чистой воды, свободной от взвешенных осадков, необходима, чтобы избежать:

• блокировки форсунок спринклеров;
• нанесение вреда урожаю, покрывая его осадком.

Типичная схема спринклерного орошения

1. Насос
2. Основная линия трубопровода, а иногда и подводные линии
3. Боковой трубопровод (распределительный)
4. Спринклеры

1. Насосный агрегат, который берет воду из источника и обеспечивает давление для подачи в систему труб. Насос должен обеспечивать расход воды при достаточном давлении, чтобы вода наносилась со скоростью и объемом, соответствующим скорости проникновения воды в грунт.
2. Основные трубы (магистральные), которые доставляют воду из насоса в боковые стороны. Трубопроводы могут постоянно располагаться на поверхности почвы либо под землей, а так же подвешены (в защищённом грунте). В других случаях они являются временными и могут перемещаться из поля в поле.
3. Боковые ветки трубопроводов (распределительные) доставляют  воду от магистрали или подводных линий до спринклеров. Они могут быть постоянными, но чаще они переносимы и изготовлены из пластмассы, чтобы их можно было легко перемещать.
4. Спринклеры, водоэмульсионные устройства, которые превращают струю воды в капельки. Распределение спринклеров на участке должно быть организовано таким образом, чтобы поверхность грунта увлажнялась максимально равномерно.

Широкий спектр спринклерных систем доступен и для малых хозяйств, и для крупномасштабного применения. Спринклеры могут перемещаться по участку, вручную или машинами. Эффективность орошения спринклерами сильно зависит от климатических условий. Технология орошения спринклером может помочь фермерам адаптироваться к изменению климата путем более эффективного использования их водоснабжения. Это особенно уместно, если существует (или ожидается что будет) ограниченное или нерегулярное водоснабжение для сельскохозяйственного использования.

Типы трубопроводов

Наиболее распространенный вид компоновки спринклерных систем состоит из системы легких пластиковых труб, которые перемещаются вручную.  Альтернативный вариант - гибкие поливные рукава от производителей LayFlat такого же диаметра.

Импульсные спринклеры обычно расположены на расстоянии 9-24 м друг от друга вдоль поперечного сечения, которое обычно составляет 50-125мм в диаметре. Эту конструкцию можно легко переносить. Боковая труба расположена в поле до тех пор, пока орошение не будет завершено. Затем насос отключается, а боковая сторона отсоединяется от магистрали и перемещается в следующее место, где повторно собирается и подключается к магистрали, и орошение начинается снова. Боковой трубопровод постепенно перемещается по полю до тех пор, пока все поле не польётся. Это самая простая из всех систем. Для большей производительности используют более одного бокового трубопровода для орошения больших площадей.

Типы спринклеров

Классификация спринклеров

Микроспринклеры

Для подбора спринклеров необходимо опираться на данные по расходу воды и радиусу распыления, которые зависят от напора, подающегося на разбрызгиватель. Поэтому давление воды необходимо учесть при определении числа оросителей на заданном  участке.

Варианты установки спринклеров относительно трубопровода

• на стояках;
• на стойке с гибкой подводкой;
• крепиться к подвешенному трубопроводу (обычно микроспринклеры);
• располагаются на движущихся платформах;
• в садах возможна установка индивидуальных распылителей рядом с каждым деревом.

Установка контроллера полива, а также управляемых по радиосигналу или кабелю гидравлических клапанов дает возможность полностью автоматизировать как полив, так и внесение удобрений.

Эксплуатационные характеристики спринклерных систем

Модели смачивания

Увлажняющий рисунок одного роторного спринклера не очень однородный. Обычно увлажненная область круглая. Самое обильное смачивание расположено близко к спринклеру. Для хорошей однородности спринклеры должны работать близко друг к другу, чтобы их площади полива перекрывались, перекрытие должно составлять не менее 65% от смачиваемого диаметра. Это определяет максимальное расстояние между спринклерами.

На равномерность применения спринклера может влиять скорость ветра и давление воды.

Чтобы уменьшить влияние ветра, спринклеры могут быть расположены ближе друг к другу.

Спринклеры будут работать только при правильном рабочем давлении, рекомендованном производителем. Если давление выше или ниже этого, это повлияет на распределение. Наиболее распространенная проблема заключается в том, что давление слишком низкое. В результате поток воды не разрушается, и стремится падать в одну область к внешней стороне контактируемого круга. Если давление слишком велико, распределение также будет низким. Разбрызгивается мелкий спрей, который падает рядом со спринклером.

Скорость подачи

Это средняя скорость, с которой вода распыляется на землю и измеряется в мм / час. Скорость подачи зависит от размера спринклерных сопел, рабочего давления и расстояния между спринклерами. При выборе системы спринклера важно удостовериться, что средняя норма расхода меньше базовой скорости проникновения воды в грунт. Таким образом, вся применяемая вода будет легко поглощаться почвой и не образуется стока.

Размеры спринклерных капель

Струя воды из спринклера разбивается на небольшие капли размером от 0,5 до 4,0 мм. Небольшие капли падают рядом со спринклером, тогда как более крупные падают рядом с краем контактирующего круга. Большие капли могут повредить нежные культуры и почвы, и поэтому в таких условиях лучше использовать меньшие спринклеры.

Размер капель также контролируется давлением и размером сопла. Когда давление низкое, капли имеют тенденцию быть большими, так как струи воды не расщепляются на мелкие капли. Поэтому, чтобы избежать повреждения урожая и почвы, используйте сопла малого диаметра, работающие при нормальном рекомендованном рабочем давлении или выше.

Обслуживание спринклерной системы полива

Обслуживание системы в основном связано с регулярной очисткой составных частей. Уплотнения на трубах и спринклерных соплах следует проверять, чтобы избежать просачивания воды. В периоды, когда оборудование не используется, рекомендуется хранить компоненты в прохладном, темном месте.

Преимущества

• экономия воды относительно полива подтоплением;
• хорошо адаптируется к участкам сложной конфигурации, уклонам местности;
• подходит для всех типов почв, кроме тяжелой глины;
• более равномерное распределение воды относительно полива затоплением;
• возможность внесения растворимых удобрений;
• ограничивает нарушение почвы, уменьшает риск эрозии почвы;
• обеспечение дополнительной защиты растений от замерзания при низких температурах;
• простота и мобильность конструкции;
• возможность демонтажа по окончании поливов;
• поэтапность ввода в эксплуатацию в связи с ограниченным финансированием строительства системы;
• не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала;
• многоцелевое использование (внесение удобрений, перекачка жидкостей);
• возможность проведения ранних поливов;
• снижение капитальных затрат (переносные системы);
• большой выбор водовыпусков и сопел облегчает подбор скорости водоподачи к скорости поглощения воды землей;
• благоприятный микроклимат, который способствует росту растений (оптимальный уровень влажности воздуха и почвы способствует получению высоких урожаев);
• высокая мобильность при перемещении ирригационного оборудования с одного поля на другое;
• большой срок эксплуатации.

Недостатки

• чувствительность к ветру;
• требуется рабочая сила для перемещения труб и спринклеров при использовании мобильных трубопроводов;
• высокие начальные инвестиции;
• дополнительные расходы на энергозатраты  для создания достаточного напора;
• водопотери от испарения с поверхности грядок, листвы;
• возникновение ожогов при попадании на листья капель при большом солнечном излучении;
• опасность солевых ожогов листвы при избыточном увлажнении;
• подверженность болезням листьев из-за влажности;
• смывание пестицидов с растения.

Ключевые факторы при планировании установки спринклерной системы полива

• Урожай или культуры, подлежащие культивированию, и их потребности в воде в течение вегетационного периода;
• Форма и размер поля. Это определит диапазон подходящих технологий, инвестиций и трудовых требований;
• Топография, в частности местоположение и перепады высот от источника воды относительно поля, наклоны и однородность рельефа;
• Источник воды. Источником оросительной воды могут быть поверхностные воды, грунтовые воды. Вода должна быть доступна в достаточном количестве из локально доступного источника. Чистый запас воды, свободной от осадка, необходим для предотвращения засорения в спринклерных соплах и повреждениях сельскохозяйственных культур;
• Доступная рабочая сила. Там, где квалифицированные рабочие недоступны на месте, местным фермерам потребуется подготовка для установки, обслуживания и ремонта различных компонентов спринклерной системы;
• Профиль почвы. Технология орошения спринклера лучше всего подходит для почв с высокими уровнями инфильтрации, поэтому можно избежать образования заболачивания и поверхностного стока;
• Потребности в энергии различных систем, включая производство, транспортировку и установку различных систем. Расположение источника воды также повлияет на потребность в энергии для подачи воды на орошаемый участок;
• Понимание существующих рисков для здоровья, которые могут способствовать заболеваниям, передающимся через воду;
• Необходимо провести оценку воздействия на окружающую среду, чтобы в полной мере понять потенциальное воздействие дренажа и отвод водных ресурсов;
• Перед использованием технологии орошения спринклеров можно понять целый ряд институциональных условий. К ним относятся вопросы землепользования, права на воду и финансовые стимулы со стороны правительства и налогообложения.