Устройство эффективной системы капельного полива.

За последние годы в ирригации произошли значительные технологические достижения. Одним из наиболее эффективных является капельный полив. Методы полива могут варьироваться от методов поверхностного полива, либо по каналам, либо путем полного затопления поля, до более точного и контролируемого метода капельного орошения. Другие примеры включают верхнее орошение, которое, следовательно, создает много стока.

Для тех, кто играл в серии игр Civilization или интересуется развитием цивилизаций, быстро поймет, что ирригация была очень ранним технологическим прогрессом нашего мира. Это позволило развить более эффективное сельское хозяйство и впоследствии обеспечило более или менее стабильные поставки продовольствия. Система капельного полива, по сути, является современной «настройкой» старой техники.

Сегодня технологии полива зашли так далеко, что почти в каждом садовом магазине можно купить готовые наборы капельного полива.

Что такое капельное орошение?

Капельное орошение известен как очень эффективный метод полива растений. Например, средняя спринклерная система имеет эффективность около 75-85% . Капельное орошение, напротив, имеет эффективность, превышающую 90% . Со временем эта разница в эффективности подачи воды будет существенно влиять на урожайность.

В районах с дефицитом воды капельное орошение, что неудивительно, стало предпочтительным методом орошения. Системы капельного полива относительно недороги и просты в установке, в проектировании и помогают максимально улучшить здоровье растений благодаря снижению уровня влажности на полях.

Эффективность методики обеспечивается двумя основными факторами. Во-первых, вода поглощается почвой для доступа к корням растений, а не стекает или испаряется. Во-вторых, вода подается только в те области поля, которые действительно нуждаются в поливе. Большинство систем капельного полива просты в разработке, что сводит к минимуму ошибки при проектировании и недостатки монтажа.

Почему капельное орошение так важно?

Орошение является одной из древнейших технологий, разработанных человечеством. Оно широко используется во всем мире. Страны с наибольшим населением (США, Китай, Индия и т. д.) имеют более 100 000 км2 орошаемых земель!

• 

Ирригация потребляет много пресной воды и может привести к заболачиванию сельскохозяйственных культур и накоплению солей. Засоление – большая проблема в таких местах, как Египет. Русло реки Нила орошалось почти 5000 лет, начиная примерно с 3100 года до нашей эры . Эти методы притягивают соль от нижних горизонтов в почве к верхним уровням. В некоторых местах это так плохо, что почва на местах беловатая!

Эта проблема не является изолированной для Египта и возникает там, где орошение использовалось в течение длительного периода времени.

Системы капельного полива предлагают отличное решение этой потенциальной проблемы. Исторические практики, такие как центральное орошение, не являются устойчивыми в долгосрочной перспективе. Они потребляют большое количество воды и потенциально наносят ущерб «здоровью» почвы. Капельное орошение позволяет пользователю лучше контролировать количество воды получаемое растениями. Эвтрофикация значительно снижается за счет капельного орошения, поскольку удобрения не уносятся водным стоком в водотоки.

Будущее за капельным орошением.

Италия является одной из крупнейших аграрных стран в мире и имеет большой процент земель, переданных под выращивание пшеницы, кукурузы, риса, фруктов и т. д. Италия начала внедрять системы капельного полива в 2011 году. Принятие в Италии капельного орошения, по оценкам, спасет страну от затрат в 4,3 миллиарда евро в течение следующих тридцати лет!

Согласно Докладу о развитии водных ресурсов мира (WWDR), к 2030 году 47% населения мира, вероятно, будет жить в «районах с высоким уровнем нехватки воды»! Если верить этому предупреждению, очень важно, чтобы мы разработали и внедрили способы более эффективного использования и экономии воды. Капельное орошение может быть просто идеальным решением для сельского хозяйства.

Кто придумал капельный полив?

Изобретение капельного полива часто приписывается Симха Блассу. Симха был израильским инженером и изобретателем, который жил между 1897 и 1982 годами. Он был важной фигурой в развитии водного хозяйства в Израиле, и он со своим сыном инициировал, внедрил и разработал системы капельного полива.

Капельное орошение было испытано в примитивной форме в 1920-х годах, но современные технологии, как мы знаем, были должным образом разработаны Симхой в 1930-х годах в Израиле.

Его открытие, похоже, было чем-то случайным. Бласс, проводя некоторое время в пустынных районах южного Израиля, заметил нечто странное. Он заметил, что одно дерево росло намного лучше, чем вся другая растительность поблизости.

Когда Бласс подошел поближе, он заметил, что в водопроводной трубе возле дерева произошла небольшая утечка, которая снабжала его корневую систему регулярной медленной подачей воды. Это случайное открытие заставило Бласс отправиться в путь проб и ошибок, проверяя различные материалы и давление воды для идеального решения.

Только в 1950-х годах с использованием современных пластиков Бласс смог вывести свою технологию на новый уровень. В 1960-х годах Бласс смог доработать технологию и запатентовать свою разработку.

Как работает и из чего состоит капельный полив.

Системы капельного полива не являются сложными системами и имеют одни и те же компоненты. Используете ли вы систему полива в своем огороде, саду или на фермерском поле, она будет всегда состоять из следующих частей.

Клапаны

Роль клапанов в системе капельного орошения очень проста. Они включают или выключают поток воды. Клапаны бывают разных форматов. Запорные клапаны управляются вручную для систем, которые требуют нечастого отключения воды.

Эти клапаны обычно расположены близко к водопроводу, что позволяет изолировать систему капельного полива для ремонта или межсезонья. Они могут быть установлены в любом месте, чтобы обеспечить изоляцию сегментов системы для локального ремонта, но это обычно используется только в более крупных системах.

Регулирующие клапаны – это клапаны, которые включают и выключают воду для отдельных «контуров» или участков поля, огорода, которые, возможно, орошаются отдельно друг от друга. Они могут быть автоматическими (с использованием соленоидов) или управляемыми вручную.

В зависимости от конструкции системы может быть установлено только одно или несколько устройств. Например, у вас может быть один регулирующий клапан, который контролирует подачу воды к излучателям в огороде. Еще один может присутствовать, который контролирует подачу воды на кусты или висящие горшки вокруг дома.

Обратный клапан

Это часть комплекта, используемого в системе капельного полива для предотвращения попадания, следовательно, названия, грязи, бактерий и других загрязнений обратно в источник питьевой воды для капельной системы. Это устройство необходимо для всех систем капельного орошения.

Регуляторы давления и редукционные клапаны

Эти устройства, как следует из названия, снижают давление воды, протекающей через систему, и поддерживают ее на постоянном уровне. Редукционные клапаны и регуляторы давления в данном случае являются синонимами и, по сути, одним и тем же.

Системы капельного полива в целом работают лучше при более низком давлении воды, чем типичные системы водоснабжения. Эти устройства также обеспечивают постоянное давление в системе, даже если давление периодически колеблется. Проектировщики должны учитывать области с низким давлением воды, поскольку эти устройства явно еще больше снизят давление в системе.

Фильтры

Фильтр используется для фильтрации воды. Эмиттеры капельной ленты имеют очень маленькие отверстия, которые легко забиваются, поэтому использование фильтров необходимо для увеличения срока службы ирригационной системы.

Рекомендации для фильтров: от 150 до 200 mesh. Высококачественные фильтры часто устанавливаются перед клапанами или регулятором давления, но более низкого качества могут устанавливаться после регулятора давления. Фильтры обычно имеют максимальное давление 10,3 бар.

Эмиттеры

Теперь мы подошли к самому главному в системе капельного полива. Эмиттеры несут ответственность за непосредственный контроль скорости подачи воды в почву. Излучатели обычно представляют собой небольшие пластиковые устройства, которые либо прикрепляются, либо защелкиваются на капельную трубу. В капельной ленте они предварительно собраны и являются частью ленты. Обычные излучатели, выделяющие воду, составляют около 1-2 литров в час.

Как правило, для одного растения обычно требуется 1 или 2 эмиттера. Это, конечно, полностью зависит от размера рассматриваемого растения. Деревья или кустарники явно нуждаются в большем, чем маленькое растение. Использование нескольких эмиттеров также обеспечивает систему резервными, на случай засорения. Чем больше излучателей присутствует, тем шире площадь орошения и, следовательно, повышенный рост корней для более здоровых культур и растений.

Излучатели обычно устанавливаются на расстоянии не менее 100-200 мм друг от друга. Как правило, некоторые источники предлагают устанавливать излучатели на расстоянии 400 мм друг от друга под 80% листового навеса растения, ведь именно здесь корни. Для высокопроницаемых почв излучатели должны располагаться на расстоянии от 200 до 300 мм. Источники никогда не должны быть расположены под землей, если они специально не предназначены для этой цели.

Магистральные ленты и трубы

Эта труба, лайфлет является основным соединением между подачей воды к регулирующим клапанам системы капельного полива. Он может быть изготовлен из оцинкованной стали, меди, ПВХ или толстостенного полиэтилена. Каждый тип имеет свои ограничения и сильные стороны.

Например, ПВХ легко повреждается солнечным светом и обычно закапывается или защищается. Полиэтилен имеет низкое давление разрыва и обычно используется только там, где давление воды ниже 0,5-1 бар. Поскольку они, как правило, размещаются после регулятора давления, номинальные значения высокого давления не являются необходимыми.

Капельная лента

Это особый тип ленты, распространенный в большинстве капельных систем. Они укладываются на поверхность земли между растениями. Капельные ленты, как правило, изготавливаются из тонкостенного полиэтилена и, следовательно, имеют намного более низкое значение давления, чем другие части системы.

Преимущества капельных систем полива.

Принимая во внимание уровень контроля, этот метод дает большие экономические преимущества, а также снижает количество потребления воды. При поливе сада спринклер будет использовать от 4 до 20 литров воды в минуту. С другой стороны, стандартная система капельного орошения измеряет расход воды в литрах в час.

Эта более медленная подача воды улучшает поглощение корней и уменьшает потерю воды через перколяцию почвы. Это позволяет использовать воду более эффективно и, например, уменьшить расход за счет испарения.

Хорошо обслуживаемая и управляемая система капельного орошения может, практически, устранить водные стоки через поверхностный сток. Системы капельного полива редко нуждаются в раскопках и редко нарушают целостность ландшафтов при монтаже. Трубки можно сплести по всему участку, где требуется орошение.

Конструкция капельного полива обеспечивает максимальный урожай и увеличивает использование удобрений на посевах. Локальное снабжение водой приводит к снижению роста сорняков. Системы капельного полива приводят к минимальной эрозии почвы, поскольку поверхностный сток отсутствует. Это также контролирует потенциальное загрязнение удобрениями в природных подземных и поверхностных водах.

Капельное орошение лучше всего использовать для грядок, а не для газона. Большие открытые пространства, которые требуют регулярного полива, лучше обслуживаются с помощью более обычных ирригационных систем. Для более крупных коммерческих применений следует проводить регулярный мониторинг состояния растений, чтобы убедиться, что система работает с максимальной эффективностью.

Засоренные эмиттеры могут перекрыть подачу воды, что приведет к постепенному ухудшению здоровья растений. Это, очевидно, добавляет дополнительные затраты рабочей силы на объект. Хорошо организованная и управляемая система мониторинга позволит выявлять проблемы на ранней стадии, что позволяет своевременно проводить ремонтные работы.

Капельное орошение прошло долгий путь после случайных наблюдений одного инженера и изобретателя. В связи с тем, что в будущем запасы воды могут уменьшаться, необходимость улучшения водопользования приведет к тому, что капельное орошение станет еще более важным в сельском хозяйстве.

Капельный полив является относительно простой технологией и предлагает фантастическую альтернативу более традиционным, «голодным» по воде или, можно сказать, «жаждущим», методам полива.