Рекомендации по выбору и проектированию систем полива небольших участков

Рекомендации по выбору и проектированию систем полива небольших участков (дачные участки, домовладения, небольшие фермерские хозяйства). Полив для фермерских теплиц и полей лучше доверить специалистам.

Основные шаги на пути получения оптимальной системы полива.


шаг 1: Выбор типа полива


Основные типы полива

Разновидности

Достоинства (основные)

Недостатки (основные)

Культура (рекомендации)

Капельный

  • Системы могут быть основаны при помощи:
  • Капельная лента
  • Капельная трубка
  • Выносные капельницы
  • Низкое потребление воды
  • Простота аввтоматизации
  • Экономия на удобрениях (при фертигации)
  • Возможность полива при максимальном «солнце»
  • Низкий напор для работы (может работать при «самотёке»)
  • Требователен к качеству воды (необходима фильтрация)
  • Наличие оросительных сетей возле растений затрудняют прополку
  • Сезонный монтаж/демонтаж системы

Томаты, огурцы, морковь, салаты, и другие овощи, деревья, кустарники, ягодники.

Дождевание

  • Стационарные спринклеры
  • Мобильные (переносные спринклеры)
  • Разбрызгивающий шланг
  • Микродождевание (на подвесах или на стойках)
  • Быстрый монтаж системы
  • Меньшие требования к фильтрации относительно капельного полива и тумана
  • Корректно работает при обеспечении необходимым напором и расходом
  • Не удобно поливать участки сложной формы

Овощи, травы, рассада, сады, цветы (клумбы)

Туманообразование низкого давления (2,5-4бар)

По типу туманообразователей:

  • Форсунки с закручивающимся, затем резко расширяющимся потоком
  • Вибрационные (колебательные)
  • Статические (струя воды ударяется в площадку и разбивается на мелкие частицы
  • Повышают влажность
  • Снижают температуру

 

  • Необходимость создания давления в системе полива
  • Требуется специальный (посекундный) контроллер для циклического включения

Необходим для создания микроклимата.

Зелёное черенкование

Подтопление

Чаще используется на салатных линиях или гидропонных установках

Использование поливного раствора многократно

Отсутствие грунта (в установках для выращивания растений гидропонным методом)

Для создания раствора (для ГУ) необходима квалификация и оборудование для измерения EC и Ph

Салаты, пряные травы и др. растения.

Ознакомиться с комплектующими для систем полива (цена, фото, характеристики) можно по ссылкам:


Капельный полив

Полив дождеванием, разбрызгивающий шланг

Туман низкого давления

Гидропонные установки


шаг 2: Расчёт потребностей растений в количестве поливной воды


Для обеспечения растений оптимальным объёмом поливной воды необходимо выяснить суточную (или недельную) потребность растения в воде в острозасушливый период с максимальным потреблением. Данные можно попросить у производителей посевного материала с учётом климатической зоны, особенностями участка, типа почвы, либо взять в расчет усреднённые данные:

  • 50м.куб/Га (5л/кв.м) недельная потребность для капельного полива
  • 300м.куб/Га (30л/кв.м) недельная потребность для полива дождеванием
  • для теплиц нормативы другие (зависят от технологии выращивания и грунта/субстрата) пиковый период до 2,6 – 3л на растение в сутки.


шаг 3: Нарисовать схему расположения участков (грядок):


Схема / эскиз помогут точно посчитать количество труб, фитингов (соединительных элементов),  кранов и т.п.

Особенности проектирования капельного полива на основе капельной ленты и трубки.

Обозначьте на плане участка капельные линии с точкой подключения к распределительному трубопроводу.

Капельные линии могут быть в виде ленты (толщина стенки 5,6,8,10,16 mils (милс)) или трубки (стенка 0,9 / 1,0 / 1,1 / 1,2 / 1,3мм) наружный диаметр у ленты и трубки обычно 16мм. Внутренний диаметр у трубки значительно меньше, чем у ленты, поэтому фитинги нужно приобретать либо для ленты (КЛ) либо для трубки (КТ). Они могут быть разных типов КЛ – гайка замок, кольцо-замок, КТ – компрессионные и «ерши».

Важными характеристиками капельных линий, влияющих на расход воды системой, являются шаг капельниц и их водовылив.

У капельной ленты (КЛ) встроены плоские капельницы – эмиттеры (пластинки с дозирующим лабиринтом и сеткой-фильтром на входе). 

Капельная лента эмиттерная


Капельная лента считается однолетней (но при бережной эксплуатации может служить годы). Эмиттеры могут быть компенсированные и с антидренажным клапаном (на практике обычно применяются ленты с обычными эмиттерами без компенсации).

Капельная трубка для полива с цилинрической капельницей

Капельницы в трубке выполнены в виде цилиндра с лабиринтом и сеткой-фильтром. Могут быть с компенсирующей мембраной и антидренажным клапаном. Если на участке имеются перепады высот и расход у линии (d=16мм стенка 0,9мм) более 0,3м.куб/ч, рекомендуется применять трубку с компенсированными капельницами либо уменьшать расход (выбрать больше шаг капельниц, уменьшить длину линии или выбрать капельницы с меньшим выливом). Это позволит получить более равномерный вылив (при прохождении по трубе вода тратит энергию на преодоление сил трения, что влечёт снижение напора, при более низком напоре вылив уменьшается (если нет компенсации). Таким образом, для некомпенсированных капельниц на входе в трубку напор будет больше, чем в конце линии, соответственно более удалённые от начала линии растения получат меньше воды, чем в начале линии.

Как посчитать расход линии?

Расход линии = длина линии / шаг капельниц х вылив

Например, нужно посчитать расход воды в капельной ленте (шаг 20см, вылив 1,35л/ч, длина линии 70м)

Тогда расход линии = 70м/0,2м*1,35л/ч = 472,5 л/ч

Если таких линий много, и "рабочая точка" (гидравлические параметры в точке замера) в распределительном трубопроводе (потери в магистралях, фильтрах, перепадах высот уже преодолены), например = 2м.куб/ч(2000л/ч) при 10м напора, то  мы можем одновременно подключить 4 линии (2000л/ч / 472,5л/ч = 4,23 = 4шт).


Часто на практике нет вводных данных по расходно-напорным характеристикам насосного оборудования и сложно учесть потери напора в трубопроводах.

Многие наши клиенты, не зная характеристик насосного оборудования, подключают к магистрали капельные линии с помощью стартового крана. Это позволяет им опытным путём понять сколько линий одновременно может «осилить» насос. Когда становится понятно количество одновременно работающих линий, несложно разбить участок на блоки и поливать последовательно, открывая нужное количество стартовых кранов. Важно, перед перекрытием крана либо открыть новую линию, чтобы не создать избыточного давления уменьшением расхода, либо выключить насос.

Подключение капельной линии

Когда вы определитесь с наиболее подходящими параметрами капельных линий, имеет смысл проверить, хватит ли воды для полива в острозасушливый период. Для этого нужно поливную площадь умножить на норматив по поливу. Получившееся значение даст представление о суммарной потребности в поливной воде. Часто, после простого расчёта, приходится начинать с решения проблем с водой, особенно на значительных площадях.

После  понимания теоретической потребности в воде, определяем характеристики капельных линий и делаем проверочный расчёт. Если остаётся большой запас «прочности», например, мы можем полить всю площадь за 1 час и при этом будут расходоваться большие мощности, то возможно имеет смысл поливать участок последовательно, тем самым снизить эксплуатационные затраты и стартовые вложения. Если же пропускная способность системы не имеет возможности обеспечить растения нужным объёмом воды, есть основание для внесения изменений в систему полива для приближения её к требуемым показателям.

Особенности проектирования капельного полива на основе внешних капельниц.

Принцип действия полива внешними капельницами совпадает с поливом капельной лентой и трубкой. Различие в том, что лента и трубка имеют встроенные капельницы с заданным шагом и выливом. В случае с внешними капельницами есть возможность устанавливать капельницы в требуемом месте. Интегрируемые капельницы могут иметь различные характеристики, например, в одной линии есть растения с разной потребностью в поливе, тогда мы можем поставить у этих растений капельницы с различным выливом. Или растения находятся на значительном расстоянии друг от друга и чтобы не поливать пространство между ними, ставятся капельницы в необходимом месте.

Капельница полив саженца

Полив декоративных культур

Внешние капельницы - подключение

Регулируемая капельница

Принцип расчёта гидравлического баланса насос – оросительная сеть совпадает с вышеизложенным.

Внешние капельницы классифицируются следующим образом;

  • компенсированная / некомпенсированная
  • разборная / неразборная
  • регулируемый вылив / заданный вылив
  • с антидренажным клапаном / без антидренажного клапана
  • выход ёрш/barb («под трубку») / цилиндр/taper («под разветвитель» d = 4мм или 5мм)


Если устанавливается капельницы с антидренажным клапаном, то следует учитывать, что клапан откроется только при определённом давлении (обычно 0,3-0,7 бар). При «самотёке» такая капельница работать не будет.

Если на капельницу устанавливается разветвитель на 2 или 4 выхода, то следует в конце микротрубки ставить стойку-капельницу с лабиринтом для равномерного распределения потока. Вода имеет свойство двигаться по пути наименьшего сопротивления, и если одна трубка от разветвителя будет находиться ниже, чем другие – больший поток направится к растению, к которому ведёт эта микротрубка.

Дождевание

Полив дождеванием чувствителен к расходно-напорным характеристикам водоснабжения. Так если напор  будет недостаточным, струя из спринклера (дождевателя) не сможет разбиваться должным образом и заявленные характеристики оростителя не будут достигнуты.

У спринклерной системы расход воды на порядок выше, чем у капельного полива, поэтому нагрузка на трубопроводы сильно возрастает, следовательно, особое внимание нужно уделить гидравлическому расчёту системы.

Для подбора спринклеров следует изучить характеристики (расход, радиус полива) и подобрать оптимальные. Если нужна спринклерная система полива более 0,1Га, целесообразно обратиться к специалистам. Так же для полива газонов и декоративных насаждений различной формы, разумно доверить эту работу специалистам, т.к. стоимость ошибок достаточно высока.

Для локального полива различных клумб и кустарников микродождевателями нужно подобрать оптимальные микроспринклеры с подходящим радиусом, расходом и сектором полив, подобрать к ним фитинги и микротрубку (продумать расположение трубок, чтобы они были незаменты и не мешали ходить и работать с растениями). Обычно микроспринклеров на дачном участке немного и они имеют небольшой расход воды, поэтому запас по расходу будет достаточный, чтобы сделать базовую систему. Главное, чтобы в системе был напор и необходимый расход для Вашей системы. В характеристиках микродождевателей основные параметры указываются.

Туманообразование

Рассмотрим  систему туманообразования низкого давления (2,5-4бар) на примере теплицы 3м х 6м высота 2м. Теплица арочная с прямыми стенками. Если необходима система для большей площади, следует обратиться к специалистам.

За основу возьмём туманообразователь 4 сопла с расходом 26.8л/ч при 3бар радиус около 0,7м.

Расположим в 2 линии по 5,5м на высоте балок (2м) с шагом 1м, смещение туманообразователей 0,5м относительно соседнего ряда. Расстояние между линиями 1,5м

Спецификация:

  1. трубка ф16*1,1мм 15м 1шт
  2. подвесы с антикаплей 10шт
  3. туманообразователь 4 сопла 10шт
  4. пробойник 1шт
  5. заглушка для трубки 16мм (компрессионная) 2шт
  6. тройник для трубки 16мм (компрессионный) 1шт
  7. уголок для трубки 16мм (компрессионный) 4шт
  8. фильтр дисковый 5м.куб 3/4НР 1шт
  9. штуцер  3/4ВР х 16мм (компрессионный) 2шт
  10. контроллер с посекундным включением 1шт

Последовательность монтажа:


  1. разрезаем трубку по 5,5м 2шт, ставим метки для подключения подвесов (шаг смещения точек подключения 0,5м)
  2. ставим заглушки на концы линий
  3. прикрепляем линии к конструкциям в теплице
  4. отрезаем трубку d=16мм длинной 1,5м и соединяем линии уголками
  5. в «перемычке» между линиями 1,5м размечаем место врезки подводящей трубки (режем, соединяем через тройник)
  6. в подводящем отрезке трубки 16мм устанавливаем фильтр и контроллер (фитинги в комплекте, расположение в удобном для эксплуатации месте)
  7. собираем подвесы (в данном случае подвес соединяем с туманообразователем)
  8. пробойником делаем отверстия в трубке по меткам и вставляем свободную часть подвеса в отверстие (отверстие и монтаж подвесов можно делать на земле после разметки, важно делать их на одной линии… трубка может поворачиваться, если её на зафиксировать)
  9. когда подвесы установлены, проверяем все соединения, подключаем к системе водоснабжения
  10. делаем первый пуск в ручном режиме на таймере, убеждаемся, что всё работает, как заявлено, подтекания отсутствуют, туман распыляется равномерно
  11. программируем контроллер и тестируем в рабочем режиме.


Для расчёта системы туманообразования на большие площади обратитесь к специалистам.

 

Подтопление

Метод подтопления является специализированным способом полива. В данной статье он упомянут для создания более объёмной картины по способам полива.