расчет системы капельного орошения

Экономический эффект применения капельного полива на небольших площадях заметен невооруженным глазом. Точно рассчитанную и правильно смонтированную специалистом систему полива очень легко обслуживать. В частности, для полива пяти гектаров достаточно труда одного человека.

Для точного расчета системы нужны следующие данные:

1. Схема участка (размеры; расположение водозабора; направление рядов (север-юг).
2. Характеристика водозабора (открытый водоем, скважина, магистраль).
3. Характеристика почвы (тип и ее анализ).
4. Перечень культур и характер их размещения на участке.

Системы капельного полива очень мобильны, вне зависимости от комплектации и площади участка их можно монтировать каждый год в новом месте, если есть такая необходимость. По окончании сезона на неохраняемых участках их демонтируют и складывают на хранение.

При нормальной работе системы ее единственным заменяемым элементом является лента. Приобретение тонкой недорогой однолетней ленты, как например, 5 MIL с толщиной стенки 0,1 мм позволяет сократить расходы и избавляет от необходимости в конце сезона обрабатывать ее кислотой, хлорировать, аккуратно складывать и хранить, оберегая от грызунов, до следующего сезона. В качестве магистрального трубопровода удобно использовать шланг ПВХ Layflat (Лайфлэт), поскольку он не создает препятствий для проезда техники по полю, легко сматывается в рулоны, хорошо хранится. Однако, при капитальном строительстве системы удобнее и дешевле уложить магистральные трубы из ПНД. Единственным недостатком, которого, является вредное действие ультрафиолета. Поэтому трубы из полиэтилена должны быть закопаны или присыпаны землей.

Для капельного полива используются специализированные удобрения террафлекс, кальцинит, монокалий фосфат, кристалон, так как они являются полностью водорастворимыми комплексными удобрениями с микроэлементами в форме хелатов и быстро обеспечивают растения полным комплексом необходимых для роста и плодоношения веществ. Это позволяет легко и точно рассчитать норму их внесения на разных фазах развития растения и для разных культур. При этом возможно получение ранней и высококачественной продукции благодаря сбалансированному соотношению питательных веществ и отсутствию хлоридов.

После демонтажа системы полива осенняя механическая обработка участка проходит легко, так как при капельном поливе почва не уплотняется («не забивается»).

Стоимость системы капельного орошения просчитывается в каждом конкретном случае отдельно, так как напрямую зависит от характеристик участка, его площади, типа ленты (трубки), характера водозабора, перечня выращиваемых культур и их размещения на участке.

Как правило, базовая комплектация системы капельного полива состоит из:

  источника водоснабжения (насосной станции); фильтростанции; узла подготовки и внесения удобрений; магистрального трубопровода; регуляторов давления; разводного трубопровода; клапана высвобождения воздуха; соединительной и запорной фурнитуры; капельных линий; контрольно-измерительных приборов.

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Насосные станции

  Насосные станции бывают разных типов, но наиболее распространены мотопомпы (дизельные или бензиновые) и электрические насосы. К числу основных требований к насосу можно отнести: производительность (м3/ч), исходное давление (атм.) и экономичность в потреблении, как топлива (л/ч), так и электричества (кВт/ч). Производительность выбираемого насоса должна отвечать потребности вашего участка в воде. При использовании капельного полива приблизительное количество воды, которая расходуется на 1 га, находится в пределах от 40 до 70 м3/га в сутки в зависимости от выращиваемой культуры, типа грунта и климатических условий. Рекомендуется выбирать насос с запасом производительности (около 10%). Следует обращать особое внимание на техническую характеристику насоса относительно исходного давления - оно может быть указано без учета подъема воды (при подъеме воды на 10 м теряется 1 атм.), а на входе в фильтростанцию давление должно быть 2-3 атм.

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Фильтростанция

  Фильтростанция является ключевым элементом системы, от которого зависит ее эффективность и долговечность. Ее основная функция - очищать воду от разного рода примесей. Выбор фильтра зависит от качества воды, степени его загрязнения и количества. Для капельного полива используются такие виды фильтрационного оборудования: фильтры грубой очистки (песчано-гравийные фильтростанции и гидроциклоны); фильтры тонкой очистки (сетчатые и дисковые фильтры). Любой из приведенных фильтров может иметь как ручной, так и автоматический режим промывки. При использовании подземной или водопроводной воды рекомендуется использовать сетчатый или дисковый фильтры, а при необходимости и сепаратор песка - гидроциклон. Также эти типы фильтров устанавливаются в качестве контрольных после песчано-гравийной фильтростанции. Качество очистки воды не зависит от типа фильтра (сетчатый или дисковый). Она зависит от параметра mesh (меш). Это количество отверстий фильтрующего элемента на 1 дюйм. Для большинства капельных лент этот параметр не должен быть ниже, чем 120 mesh (125 микрон, или 0,130 мм). Дисковые фильтры по сравнению с сетчатыми более надежные и имеют более продолжительный срок эксплуатации фильтрующего элемента (картриджа).   Примечание: перед установкой фильтра следует обратить внимание на стрелку на корпусе. У сетчатых и дисковых фильтров вход и выход расположены с разных сторон, поэтому установка дискового картриджа в корпус от сетчатого фильтра или наоборот нежелательна ввиду расхождения в конструкции.   Сетчатый и дисковый фильтры не предусматривают очистки воды из открытого водоема от органических частиц и соединений, в каком бы количестве или соединении они не применялись.   Если в поливно воде количество взвешенных твердых частиц превышает очистительную возможность фильтра (скважина «гонит песок»), рекомендуется использовать сепаратор песка - гидроциклон. В основу этого устройства положено действие центробежной силы, под влиянием которой механические частицы отделяются от воды и под собственным весом опускаются в нижнюю часть гидроциклона и накапливаются там. По мере накопления (но не менее 2 раз в сутки) необходимо очищать нижний бак, открывая дренажный кран. Во время работы гидроциклона для промывания необходимо давление воды 2-3 атм. При использовании воды из открытого водоема (река, канал, водохранилище и т.д.) необходимо использовать песчано-гравийные фильтры. Эти фильтры предназначены для удаления органических и неорганических частиц и представляют собой закрытые емкости, в которых в качестве фильтрующего элемента используется колотый гранитный песок фракции 1,2-2,4 мм. Давление воды, рекомендуемое на входе в фильтростанцию, составляет не менее 3 атм. (при более низком давлении снижается эффективность промывания гравийного наполнителя обратным потоком воды). Периодичность промывания фильтров зависит от степени загрязнения воды и интенсивности водопотока. При «грязной» воде необходимо промывать фильтры не реже 1 раза в час. Минимальное количество промываний (при «чистой» воде) - не менее 2 раз в сутки.   Песчано-гравийные фильтростанции бывают двух типов - однокамерные и двухкамерные (D/C). Фильтростанция типа D/C имеет ряд неопровержимых преимуществ:   Осуществление процесса промывания без прекращения полива. Промывание происходит уже очищенной водой. Не «перегружайте» фильтростанцию затратами воды, которые превышают ее номинальную производительность. Это приводит к превышению предельных скоростей фильтрации, снижению степени очищения воды и повышению риска блокирования системы. Фильтростанция должна обслуживаться постоянным и обученным персоналом - не допускайте к работе с ней случайных людей.   Примечание: не рекомендуется использовать фильтры кустарного производства, так как плохое качество фильтрации может привести к быстрому выходу из строя капельных линий и оставить растения без воды в самый разгар поливного периода.

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Узел подготовки и внесение удобрений и химикатов

  Узел подготовки и внесение удобрений и химикатов. Данный узел является неотъемлемой частью любой системы капельного орошения. Наиболее широкое применение приобрели следующие устройства:   инжектор типа «Вентури»; удобрительная емкость; дозатрон (миксрайт, агрорайт и пр.). Инжектор типа «Вентури» представляет собой трубку с конусными сужениями с обеих сторон, которая работает на принципе перепада давления. Он изготовлен из полимерных материалов, стойких к агрессивным средам. Инжектор устанавливается в систему на удобрительную головку, что позволяет разделять процессы полива и фертигации. Поток, проходящий через инжектор, создает вакуум, который втягивает химический раствор в канал, где он смешивается с поливной водой и вводится в систему. При установке инжектора необходимо обращать внимание на направление стрелки. Инжектор типа «Вентури» дает относительно неплохую однородность смешивания маточного раствора с основным водопотоком и поддерживает заданную концентрацию на протяжении всего времени внесения раствора. Удобрительная емкость представляет собой герметически закрытый бак, который имеет краны на входе и выходе. Она служит для упрощенного внесения минеральных удобрений и других химикатов через систему капельного орошения. Маленький перепад давления, создаваемый с помощью крана удобрительной головки, создает параллельный поток через емкость, где вода смешивается с веществом и переносит его в систему. Удобрительная емкость - самое надежное и наименее капризное в эксплуатации устройство. Единственным его недостатком является неравномерность концентрации маточного раствора. Раствор, который попадает в систему, сначала имеет высокую концентрацию, потом она постепенно уменьшается.   Дозатрон и прочие  - это пропорциональный гидравлический дозатор, который используется для внесения удобрений и средств защиты растений через системы полива и гарантирует высокую точность их дозирования. Устройство монтируется непосредственно в систему полива или прямо через удобрительную головку. Рабочая турбина приводится в движение давлением воды в системе (без электричества), в результате чего дозатрон всасывает четко определенное количество раствора из емкости, в камере смешивания с водой образуется однородная смесь, которая подается дальше. Дозатрон достаточно отрегулировать один раз. Повторной установки и внешнего контроля он не требует.   Примечание: узел подготовки и внесения удобрений и химикатов должен быть размещен соответственно действующим санитарно-гигиеническим нормам и стандартам. 

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Магистральный трубопровод гибкий армированый плоскоскатный  , шланг ,  лейфлет , LayFlat

  Этот элемент системы капельного орошения служит для транспортирования оросительной воды от насосной станции к подающему трубопроводу. Трубопровод лейфлет , LayFlat  выполнен из армированой резины , материала, который не поддается коррозии. Он должен иметь достаточный диаметр и запас прочности, чтобы пропустить необходимый объем воды и выдержать имеющееся давление. Диаметр магистрального трубопровода лейфлет , LayFlat рассчитывается, исходя из объема транспортируемой воды , расстояния, на которое ее нужно подать, и коэффициента трения материала, из которого изготовлена труба шланг лейфлет  , LayFlat для капельного полива .

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Регулятор давления

  Это устройство, которое служит для снижения и поддержки на заданном уровне давления воды в системе капельного орошения , с целью предотвращения избыточного давления и гидравлического удара. Регуляторы давления могут быть гидравлического и пружинного типа.   С помощью разных типов гидравлических клапанов можно:   регулировать давление в системе капельного полива как выше, так и ниже по течению (регуляторы давления к себе и после себя); поддерживать заранее установленное давление как выше, так и ниже по течению; предохранять систему капельного орошения от гидродинамического удара; автоматизировать процессы, которые происходят в системе капельного орошения (например, по заранее заданной программе, включать и выключать помпы для капельного полива , которые подают в систему капельного полива жидкие удобрения, а также основные насосы системы капельного полива). Включение может осуществяться по декодерной системе, которая позволяет управлять сотней, а то и двумя сотными клапанов. Примечание: регулятор давления должен быть установлен непосредственно перед разводным трубопроводом ( Армированный , гибкий , плоскоскатный ПВХ шланг Лейфлет ( layflat ) по стрелке на корпусе. Лучше использовать регуляторы, изготовленные из полимерных материалов, которые не поддаются коррозии. Не следует перегружать гидравлические клапаны лишними объемами воды, так как это приведет к быстрому выходу из строя мембраны. Номинальная пропускная способность 2» клапана - 30 м3/ч, 3» клапана - 60 м3/ч, 4» клапана - 90 м3/ч. Приступать к настройке регулятора давления можно только после полного заполнения системы капельного орошения водой. Учитывая то, что система капельного орошения  не мгновенно реагирует на регулирование, винт настройки нужно крутить медленно и с паузами. После установки давления в необходимом диапазоне, винт настройки следует зафиксировать. Проверьте давление с помощью манометра при каждом включении (особенности при больших перепадах давления в магистральном трубопроводе Армированный , гибкий , плоскоскатный ПВХ шланг Лейфлет  layflat  ). Периодически, но не реже 1 раза в месяц, необходимо проводить профилактическое промывание регулятора.   Как упрощенный вариант регулятора давления может быть использован узел ручного контроля давления. Он представляет собой кран с вмонтированным после него манометром. Устанавливается на разводном трубопроводе и служит для управления давлением в капельной системе полива с помощью крана, согласно показанию манометра. В отличие от регулятора давления, в котором заданный уровень давления поддерживается автоматически, узел ручного контроля требует постоянного ухода и корректирования давления, что вызывает необходимость создания дополнительного рабочего места. Это приспособление не дает возможности моментального реагирования на непредвиденные резкие скачки давления в системе, что ставит под угрозу разрыв капельной ленты (  Drip irrigation tape ).

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Подающий трубопровод армированный , гибкий , плоскоскатный ПВХ шланг Лейфлет ( layflat )

  Этот элемент системы капельного орошения служит для доставки оросительной воды от магистрального трубопровода Лейфлет ( layflat )  к  капельной ленте. Трубопровод Лейфлет ( layflat )  выполнен из высококачественного  материала, который не поддается коррозии. Армированный , гибкий , плоскоскатный ПВХ шланг Лейфлет ( layflat )должен иметь достаточный диаметр, чтобы пропустить и равномерно распределить необходимый объем воды до капельной ленты . Диаметр разводного трубопровода рассчитывается, исходя из объема расходуемой воды, длины рукава и количества присоединенной капельной ленты . Для небольших участков рекомендуется использовать ПЭ трубу, изготовленную из первичного сырья. На рынке существует  широкий спектр фурнитуры (фитинги, мини-краники, зубчатые соединения)  для присоединения капельных линий к ПЭ трубе. Для промышленных участков (площадью более 1 га) в качестве разводного трубопро вода рекомендуется использовать гибкий армированный ПВХ шланг  к Layflat (Лейфлет).  Лейфлет ( layflat ) не деформируется под влиянием температуры, не разрушается от УФ-лучей, имеет продолжительный срок эксплуатации (свыше 5 лет), выдерживает давление в 4 атм. и позволяет прохождение колесной техники (при отсутствии давления). Для соединения с капельной лентой у и нас  предусмотрен (возможно купить посамой низкой розничной и оптовой цене ) широкий ассортимент соединительной и запорной фурнитуры-широкий спектр фурнитуры (фитинги в Layflat (Лейфлет) , мини-краник в Layflat (Лейфлет) , зубчатые соединения для Layflat (Лейфлет) )   Все эти качества, а также удобство в монтаже, эксплуатации, демонтаже и хранении делают Layflat действительно наиболее пригодным вариантом выполнения разводного трубопровода, который не идет в сравнение ни с какими другими видами трубопроводов.

Базовая комплектация системы капельного полива.  

Клапан автоматического высвобождения воздуха (воздушный клапан).

  Предназначен для выпуска и впуска воздуха в систему  капельного орошения . Когда система капельного орошения не работает, все трубопроводы Лейфлет ( layflat ) и ленты капельного полива ( орошения ) заполнены воздухом. При запуске (включении насоса для капельного полива) вода начинает заполнять систему капельного орошения, в результате чего возникает избыточное давление, которое может вызвать гидравлический удар. При отключении подачи воды происходит обратный процесс, и в системе возникает разрядка давления (вакуум), что заставляет систему всасывать воздух через эмиттеры ленты капельного орошения , что представляет опасность засорения капельниц , деформации трубопроводов , возникновения разгерметизации системы. Эти проблемы имеют место для всех больших систем, но особенно актуальны для полей с уклонами. Во избежание данных ситуаций в систему устанавливается клапан высвобождения давления. Он монтируется в высочайших и/или конечных точках магистрального и разводного трубопровода Лейфлет ( layflat )  leyflet .

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Соединительная и запорная фурнитура

  При монтаже системы капельного орошения возникает необходимость использования разного рода соединительной фурнитуры (углы, тройники, переходы, муфты, сгоны, краны, заглушки, фитинги и т.д.). Недопустимо использование фурнитуры, изготовленной из черных металлов, ввиду их склонности к коррозии. Поэтому рекомендуется использовать фурнитуру из полиэтилена, ПВХ или других материалов, которые не поддаются коррозии. При выборе этих элементов системы следует обращать особое внимание на технические характеристики изделий (максимальное рабочее давление, качество изготовления, простоту монтажа). Производство данного рода изделий отечественными производителями пока не способно удовлетворить потребности рынка, ни в качественном, ни в количественном отношении. В качестве запорной арматуры рекомендуется использовать полнопроходные конструкции, например, пулевые краны вместо клиновых задвижек. Так как вторые не обеспечивают беспрепятственное движение потока, что приводит к потере давления.

Базовая комплектация системы капельного полива. 

Капельные ленты 

  Поскольку капельная лента является основным элементом системы капельного орошения , ее выбору необходимо уделить особое внимание. Любой из приведенных видов капельного орошения имеет свои особенности.   Ленты  для капельного орошения рекомендованы для использования на многолетних насаждениях или фруктовых садах , овощеводстве их применение целесообразно в силу ряда причин: конструкция капельницы  позволяет использовать трубку под грунтом; рабочее давление от 0,5 до 1 атм.; выгодная цена . Капельная лента (трубка) с твердым эмиттером может использоваться в овощеводстве и имеет следующие особенности: минимальное расстояние между водовыпусками - 10см , 15см , 20см , 25см , 30 см, чего достаточно для многих овощных культур ,  обеспечивает необходимую однородность орошения для мелкосеменных (лук, морковь, свекла и т.д.); минимальное рабочее давление таких капельниц находится в пределах от 0,5 до 1 атм.; имеют ограниченный выбор капельниц по затрате (1-2 вида); конструкция капельницы в капельной ленте позволяет использовать ленту под грунтом ; минимальная толщина стенки 4mil . Капельная лента предусмотрена для полива, как овощных культур, так и многолетних насаждений. Расстояние между водовыпусками капельницами варьируют в пределах от 10 до 30 см. Стоимость капельной ленты не зависит от расстояния между капельницами, как у аналогов с твердым эмиттером . Капельницы данного типа начинают нормально функционировать уже при давлении 0,3 атм. Щелевидная конструкция водовыпуска капельной ленты позволяет подпочвенное использование ленты . Широкий спектр капельниц по интенсивности затрат: 0,5 л/ч; 0,75 л/ч; 1,0 л/ч; 2 л/ч. Капельная лента с интегрированным эмиттером имеет самый широкий выбор моделей по толщине стенки: от самой тонкой в мире ленты - 4mil до 12mil. Стоимость цена капельной ленты зависит только от толщины стенки.