Внедрение капельного орошения сулит много преимуществ. Если сравнивать с поливными системами дождевального типа, это экономия поливной воды от 50 до 500%, электроэнергии 50–70%, удобрений и СЗР 20–50%, а также улучшение качества продукции и повышение урожайности овощных культур от 30 до 300%. Система капельного орошения состоит из узлов, каждый из которых может быть представлен различной практической реализацией. Понятно, что эффективность системы полива напрямую зависит не только (и, возможно, не столько) от ее стоимости, сколько от применения нужной конфигурации оборудования в конкретных условиях эксплуатации. Здесь Вы найдете классификацию всего спектра оборудования для систем капельного орошения. Он поможет Вам сориентироваться при покупке, внедрении и модернизации систем капельного орошения.

Системы капельного орошения отличаются друг от друга составными элементами и их комплектацией, что зависит от площади обслуживания, источника водозабора, рельефа местности и культуры, которая орошается.

Насосная станция.

В качестве источника водоснабжения для систем капельного орошения могут использоваться открытые водоемы, каналы, скважины. В зависимости от типа источника применяются различные насосные станции. Это могут быть стационарные электрические насосные станции постоянного и временного размещения, передвижные дизельные и электрические насосные станции. При заборе воды из скважины используются погружаемые центробежные насосы. Стационарная электрическая насосная станция (НС) обычно обслуживает совместно и дождевальные системы, и капельные системы полива. Преимущества передвижных дизельных НС в том, что они обеспечивают автономную работу вдалеке от основных источников водоснабжения.

Фильтрационная станция (ФС) — важнейший из составных элементов СКО. От нее зависит надежность работы системы и равномерность распределения воды по массиву орошения. Основная функция ФС — очистка воды перед подачей в капельные линии: благодаря качественной очистке воды надежно работают капельницы. В зависимости от наличия в воде определенных примесей и величины орошаемой площади, ФС может включать в себя гравийные, сетчатые, дисковые и гидроциклонные фильтры.

Выбор фильтра и их количество в составе ФС зависит от источника водоснабжения (открытые водоемы или скважины), степени загрязненности воды и вида загрязнителя, а также от пропускной способности фильтров и производительности насосной станции. Гравийные фильтры используются при заборе воды из открытых водоемов, служат для удаления органических и неорганических веществ и представляют собой закрытые емкости. В качестве фильтрующего элемента используется колотый щебень двух фракций: крупная (1,2–2,4 мм) засыпается снизу и мелкая (0,5–0,8 мм) сверху. Сетчатые и дисковые фильтры применяют в качестве контрольных — для тонкой очистки. Их также можно устанавливать при использовании скважинных вод — гравийные фильтры в таком случае не используются. В сетчатых фильтрах в качестве фильтрующего элемента используется сетка с мелкой ячейкой. При этом степень очистки воды зависит от размеров ячейки сетки, а пропускная способность — от площади сетки. Дисковые фильтры предназначены для более глубокого фильтрования. Фильтрующий элемент представляет собой набор плотно сжатых дисков с радиальными канавками. В новом типе автоматической сетчатой фильтростанции Filtomat производства Израиля, её пропускная способность — до 400 м³/час, степень фильтрации — до 480 Mesh и площадь фильтрации — до 6800 см². Такая фильтростанция способна заменить несколько гравийных фильтров и имеет механизм самоочистки (промывка выполняется при помощи турбины), привод которого осуществляется за счет давления воды. Filtomat удобен для орошения овощей в открытом грунте. Но эта станция проигрывает в очистке воды.

Узел подготовки и внесения удобрений и химикатов

Для подготовки и подачи раствора наиболее широко применяются устройства трех типов: инжекторы «Вентури», удобрительные емкости и специальное устройство «Дозатрон», распространённые в основном за рубежом. Инжектор типа «Вентури» представляет собой трубку с конусными сужениями с обеих сторон, изготовленную из полимерных материалов, устойчивых к агрессивным средам. Самым популярным инструментом для приготовления маточного раствора является пластмассовый бак кубической формы. Он обеспечивает самый дешевый, но и наименее автоматизированный способ приготовления раствора (то есть полностью ручной).

В "Дозатроне" альтернативой выступает другой инструмент — герметически закрытый бак с кранами на входе и на выходе, который служит для более простого внесения удобрений и других химикатов. Работа герметического бака автоматизирована (химикалии и вода подаются автоматически), а к его недостаткам можно отнести неравномерность концентрации и подачи маточного раствора. Еще одним вариантом внесения химикалий является использование устройства «Дозатрон», которое работает по запатентованной технологии и производится одноименной французской компанией. «Дозатрон» представляет собой гидравлический дозатор, главными частями которого являются гидродвигатель и дозирующий поршень. Привод гидродвигателя осуществляется под давлением воды, в результате чего дозатор всасывает точно определенное количество раствора из емкости. При этом в камере смешения образуется однородная смесь, которая вместе с водой подается в капельную систему. Доза впрыскиваемого раствора пропорциональна объему воды, проходящей через дозатор, независимо от расхода и давления в системе. Недостатком использования «Дозатрона» являются повышенные требования к его обслуживанию и высокая цена.

Магистральный трубопровод изготавливается из материалов, не поддающихся коррозии, — полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ). Чаще всего используются трубы, изготовленные из полиэтилена двух видов: высокого давления (ПВД) и низкого давления (ПНД). ПВД — материал, менее прочный, но более эластичен по сравнению с ПНД.

Рабочее давление для полиэтиленовых труб находится в пределах от 0,25 до 1,0 МПа. Их преимущество - невысокая стоимость, коррозионная стойкость, низкий удельный вес, высокая технологичность укладки и долговечность.

Магистральные трубопроводы чаще всего монтируют из труд ПНД диаметром до 160 мм. На небольших участках иногда используются эластичные трубы ПВД диаметром до 32 мм. Распределительный трубопровод предназначен для доставки воды от магистрального трубопровода до капельных линий. В системах капельного орошения промышленных участков (площадью более 1 га) в качестве распределительных трубопроводов используется гибкий армированный ПВХ-шланг (так называемый шланг Layflat). Нередко он используется и как магистральный трубопровод, который прокладывается по поверхности почвы. Шланг Layflat имеет много преимуществ: не деформируется от воздействия температуры, не разрушается от ультрафиолетовых солнечных лучей, имеет длительный срок эксплуатации, через него может переезжать колесная техника (при отсутствии в нем давления). Шланг удобен в монтаже и демонтаже, в эксплуатации и хранении, имеет небольшой вес и легко сворачивается в бухты.

В местах соединения магистрального трубопровода с распределительными устанавливаются, как уже упоминалось выше, регуляторы давления, которые предназначены для поддержания определенного давления в капельных линиях на постоянном уровне.

При заполнении системы магистральных и распределительных трубопроводов водой в них возникает избыточное давление, которое может привести к гидравлическому удару. При отключении подачи воды происходит обратный процесс и в системе возникает вакуум, который заставляет систему засасывать воздух через эмиттеры капельных линий, что может вызвать засорение капельниц и деформацию трубопроводов. Для предотвращения этих процессов на самых высоких и конечных точках системы устанавливаются клапаны высвобождения воздуха.

Капельные линии являются заключительным звеном в системе капельного орошения. Основной рабочей частью капельной линии является капельница — устройство, через которое вода поступает непосредственно к растению.

Существует два основных вида капельного полива: дискретный и линейный. При дискретном поливе отдельные капельницы с помощью специальных переходников устанавливаются на мягкую трубку. Отверстие в трубке прокалывается с помощью дырокола. Дискретный полив применяется в основном при капельном орошении в теплицах. При линейном поливе капельница встроена в капельную линию; этот способ полива применяется на открытом грунте.

Существует множество разновидностей капельных линий: применяются трубки и ленты, с жесткими и мягкими капельницами (эмиттерами). Жесткие капельницы бывают плоского или круглого типа. Форма жестких капельниц может быть разной у разных производителей, в остальном (принцип действия, эффективность) они похожи. Жесткие эмиттеры используются в трубках, интегрированные (мягкие) — на лентах. Различают нормальные и компенсированные капельницы. В отличие от нормальных, в компенсированных эмиттерах при изменении давления внутри трубки расход воды не меняется. Трубки капельного орошения чаще используются для полива многолетних насаждений — садов и виноградников, где они располагаются на определенной высоте над землей.

Ленты капельного орошения применяются в основном при поливе овощных культур. При этом ленту либо прячут к грунт на определенную глубину, либо располагают прямо на поверхности почвы. По жесткости капельные трубки и ленты делятся на мягкие и жесткие (зависит от толщины стенки). Единицей толщины по международной классификации является mill (один mill = 0,025 мм, или 25 мкм). Толщина стенки капельных линий непосредственно влияет на срок их эксплуатации. Капельные трубки используются в течение нескольких сезонов (не менее 10) и, как правило, имеют толщину стенки в пределах 1,0–1,2 мм. Изготавливаются они с внутренним диаметром от 14 до 25 мм (в зависимости от производителя) и расходом воды через капельницы от 0,6–8,0 л/час. Расстояние между капельницами — от 30 до 100 см.

Капельные ленты делятся на тонкостенные (толщина стенки — 0,1–0,8 мм) и толстостенные (толщина стенки — 0,9–1,2 мм). Тонкостенные (с толщиной стенки 0,1–0,25 мм) используются в течение одного сезона и, как правило, размещают их на поверхности. Ленты с толщиной стенки 0,31–0,81 мм могут использоваться при подземной эксплуатации, а также применяться многократно. Ленты изготавливают с внутренним диаметром от 12 до 22 мм (наиболее распространенный внутренний диаметр — 16 мм) и расходом воды через капельницу от 0,25 до 2,9 л/час. Производительность толстостенных лент — от 2,0 до 8,0 л/час.

Рабочее давление в лентах (в зависимости от производителя) находится в различных пределах: от 0,40 до 1,4 бар. Длина капельных линий при проектировании систем капельного орошения выбирается исходя из 5–15% неравномерности полива и зависит от диаметра трубки, расстояния между капельницами, номинального давления и расхода воды, рельефа местности (величины склона). Так, например, для одного из самых массовых капельных лент (диаметр 16 мм, норма выброса — 1,4 л/час, расстояние между эмиттерами — 0,3 м) при неравномерности полива 10% максимальная длина поливного гона составляет 150 м.

Системы капельного орошения используются при выращивании различных культур в открытом и закрытом грунте. Наиболее эффективно капельное орошение зарекомендовало себя при выращивании овощей, плодовых культур и винограда. В автоматизированных системах капельного орошения используются многоканальные системы дозирования с электронными контроллерами, которые позволяют полностью автоматизировать процесс внесения растворимых удобрений и других химикатов вместе с поливной водой. Многоканальные системы выпускаются для управления одновременно несколькими независимыми линиями полива. Контроллеры позволяют не только задавать параметры орошения и контролировать их (в том числе автоматически менять настройки в зависимости от изменения окружающей среды), но и добавлять в поливную воду удобрения, пестициды и другие компоненты. Большинство автоматизированных СКО имеют возможность вывода данных на компьютер, с которого оператор может контролировать сразу несколько объектов. В последнее время для оросительных систем в открытом грунте все чаще используются системы дистанционной беспроводной передачи данных. Таким образом, появляется возможность контролировать на своем домашнем компьютере процесс орошения нескольких полей, удаленных на десятки километров.