Öntözőrendszer

A tervezésnél figyelembe kell venni, hogy a növénytermesztéssel kapcsolatos gépi munkákat (talajművelés, vetés, növényápolás, növényvédelem, betakarítás) az öntözőberendezés hordozótornyinak körpályán tömörített keréknyomai akadályozhatják.

Lineár és kombinált üzemű öntözőgépek

Csatornából táplált öntözőberendezések.

A lineáris rendszerű öntözőberendezések rendeltetése szántóföldi növények esőztető öntözése. A berendezések járótagokkal alátámasztott csővezetékből állnak végükön konzollal kiegészítve.

A csővezeték anyaga acél, amelynek korrózióvédelmét felületkezeléssel biztosították. Az egyes csőtagok a támaszközökön belül mereven, peremes kötéssel csatlakoznak. A támaszközön belüli csőszakasz önálló szerkezeti egységnek tekinthető. A mereven kapcsolt, 40-55 m hosszúságban összeszerelt csőszakaszt előfeszített térbeli rácsos acélszerkezettel merevítették. Nagyobb hosszúságú öntözőberendezéseknél a csökkenő vízkivétel irányában a beépített csővezeték átmérője is csökken.

Az általánosan használt csőátmérők: d=125; 158; 202 mm. A haladási irányba vezérlés legjobban ismert megoldása az, amikor az egyenes vonalban haladást a csatorna partján kifeszített vezetőhuzalt kopírozó nyomkövető szerkezet biztosítja.

Az öntözőberendezések végére (egy- vagy mindkét oldalon) általában záró konzolt helyeznek el. A konzol beépítési hossza 18-25 m között változhat. A csővezetéket járószerkezettel ellátott hordozó tornyok, azaz járótagok támasztják alá. A járótagokon helyezték el az egyes tagok mozgatását végző hajtási rendszer elemeit: a villamos motort, az erőátviteli tengelyeket, rudazatokat, hajtóműveket, járószerkezetet. A villamos motorok teljesítménye 0.75-1.1 kW. A járószerkezeten alkalmazott fúvott gumiabroncsok mérete és típusa változó, mindig a helyi adottságoknak megfelelően kell kiválasztani. Néhány jellemző abroncsméret: 11/8.25 x 24.5’’; 14.9/12 x 24’’; 16.9/15 x 24’’. A járótagokkal alátámasztott csővezeték magassága 3.7-4.5 m között változhat, a típus kialakításától függően. Az acélszerkezet szabad magassága (a talajszint és a legalacsonyabb pont közötti magasságkülönbség) 2.92-3.72 m. A járószerkezet tengelytávolsága 4.2 m. A csővezeték kötése a támaszközök csatlakozásánál rugalmas, kivéve a központi járótaghoz tartozó fix támaszközt. A központban merev csatlakozással hídszerűen kialakított támaszközhöz igazodnak a flexibilis csatlakozású támaszközök. A rugalmas csatlakoztatásra a terepegyenetlenségek áthidalásán kívül a berendezés egyenes vonalban tartásához is szükség van, ugyanis a kötéseknél helyezték el a támaszközök közötti szögeltérést érzékelő berendezést.

A központi járótagra szerelték a hajtó motort, a szivattyút és a járótagokon elhelyezett villamos motorok tápfeszültségét szolgáltató áramfejlesztőt, valamint az automatika rendszer központi szabályozó elemeit. A hajtó motor feladata a csatornából történő vízkivétel biztosítása a szivattyú hajtásával valamint az áramfejlesztő működtetése. Az öntözőberendezéseknél kedvező üzemi jellemzőik miatt általában dízelüzemű motorokat használnak. A csatornás ellátású berendezéseknél a leggyakoribb motor típusok: John Deere, Deutz, Isuzu; esetenként Rába. A teljesítmény igen változó, a kialakításhoz, az adott helyre tervezett berendezés méretéhez igazodik 90-220 kW között.

A berendezéseken alkalmazott szivattyúk teljesítőképessége szintén az adott területhez kötött igényekhez, követelményekhez illeszkedik. Ezek közepes nyomású, (4-6 bar) centrifugálszivattyúk, térfogatáramuk 500-900 m3h-1.

Gyakrabban használt típusok: Cornell, Caprari. A motor által meghajtott áramfejlesztő termeli a járótagok motorjainak tápfeszültségét, és biztosítja az automatika és a jelzőrendszer működtetéséhez szükséges energiát. Az áramfejlesztő teljesítménye a járótagok motorjainak számához, teljesítményük összegéhez igazodik.

A központi tagon, zárható szekrényben helyezték el az automatika és a kézi vezérlő rendszer kezelőelemeit és az ellenőrző műszereket. A berendezések az öntözést mozgás (előrehaladás) közben végzik. A csatornából a motorral meghajtott szivattyú emeli ki a vizet és juttatja a berendezés csővezetékébe, ahonnan leszállócsövekre vagy csőcsonkra szerelt ütközőkúpos szórófejeken keresztül jut a talaj felszínére illetve a növényzetre. A vízkivétel az öntözendő tábla hosszában kiemelt öntözőcsatornából történik. A szivattyú szívókosara függesztett úszóművön helyezkedik el. A berendezés telepítése során ügyelni kell arra, hogy a kezelőúton közlekedő központi járótag olyan távolságra legyen a csatornatengelytől, hogy a szívókosár mindig a csatornaközép felett mozoghasson. Az öntözés szünetében vagy egyéb ok, pl. a berendezés víz nélküli mozgatásakor a szívókosár csörlős emelővel kiemelhető és a felső helyzetben rögzíthető. Az úszómű biztosítja, hogy a szívókosár ne merüljön a kelleténél mélyebben a vízszint alá, és hogy öntözés közben a szívócső és a benne levő víz súlya ne terhelje feleslegesen az öntözőberendezést.

A gépekhez vegyszeradagoló berendezés kapcsolható, amely segítségével növényvédőszer, vagy hozamfokozó anyag öntözővízzel való együttes kiszórása végezhető.

Hidránsról táplált öntözőberendezések.

A hidránsról táplált (endfeed) öntözőberendezések rendeltetése, működésmódja, szerkesztési elve azonosnak tekinthető a csatornáról táplált (centerfeed) berendezésekével. Lényeges különbség a berendezések méreteiben és teljesítőképességében mutatkozik, beleértve a központi tagra szerelt motor teljesítményét, ami csak az áramfejlesztőt hajtja. A vízkivétel az öntözendő tábla hossztengelyében lefektetett felszínalatti csőhálózat hidránsairól történik. A felszínalatti hálózat hidránsaihoz a berendezés flexibilis csővel csatlakoztatható. Az öntözőberendezés a tábla végéhez érve 180 fokkal átfordítható, és az öntözést ellenkező irányban haladva a hidránssor túlsó oldalán folytatja. Az átfordítás a bejárt területen történik. Az átfordítás ideje alatt az öntözés szünetel.

Kombinált mozgásmódú öntözőberendezések

Az ebbe a csoportba sorolható öntözőberendezések az előzőekben ismertetettektől abban különböznek, hogy kialakításuk lehetővé teszi a csőirányú áttelepítést. A csőirányú vontatáshoz a berendezés kerekeit 90o-kal el kell forgatni.

Rendeltetésük, szerkesztési elvük az előzőektől nem különbözik. Méreteik, ezzel együtt teljesítményük lényegesen kisebb. Vízellátásuk felszínalatti csőhálózat hidránsairól történik. A hidránssor egyik oldalán végighaladva beöntözik a területet, majd csőirányban való átvontatás után ellenkező irányba haladva a hidránssor túlsó oldalát.

Alkalmazási terület

A korszerű tervezési elvek alapján szerkesztett lineáris rendszerű öntözőberendezések az öntözéses növénytermesztésben eredményesen alkalmazhatóak, a gazdálkodás termelékenységét és biztonságát fokozzák.

Az egyes berendezések rendeltetése és működési elve függetlenül a gyártótól és típustól azonosnak tekinthető. A berendezések rendeltetésszerű alkalmazása a helyi adottságoknak megfelelően öntözésre berendezett területen történik. Telepítésükhöz sík, felszíni akadályoktól mentes tábla szükséges. A gépek haladási sebessége változtatható, így különböző vizboritás értékek állíthatók be. A berendezések téglalap alakú táblán alkalmazhatóak, a javasolt táblaszélesség 400-1200 m. A tábla hossza célszerűen a berendezés hosszának többszöröse. A javasolt méret               1000-4000        m. A berendezés kiválasztása során figyelembe kell venni a terepviszonyokat, a kialakítható táblaméretet és a helyi vízellátási lehetőségeket.

A csatornás vízellátási megoldást olyan helyen célszerű alkalmazni, ahol megfelelő nagyságú terület áll rendelkezésre a víz felszíni vezetéséhez, és ahol a víz vezetése során nem kell nagy párolgási és elszivárgási veszteséggel számolni. A csatornameder burkolása az elszivárgási veszteség csökkentése szempontjából igen lényeges. A csatornás vízellátást legtöbb esetben a „kétkaros” centerfeed berendezéseknél használják.

Ezekkel a berendezésekkel a kétirányú öntözési megoldás alkalmazása a célszerű, amikor a gép előre és visszafelé haladva egyaránt öntözést végez. A vízadag nagyságát az oda-és visszaúton a talaj nedvességállapotát figyelembevéve kell meghatározni. Az öntözőberendezés két oldala (a két „kar”) egymástól függetleníthető, így megoldható, hogy míg a csatorna egyik oldalán öntöznek, a másik parton valamilyen munka miatt az öntözés szüneteljen. A csatorna mindkét partján lehet egyféle vagy többféle növényt termelni. A gépek javasolt szerkezeti hosszúsága 800-1200 m. A hidránsos vízellátás olyan helyen célszerű, ahol ügyelni kell arra, hogy a vízvezetés miatt termelésből kieső terület minél kisebb legyen. A hidránsos vízellátás a kisebb teljesítményű öntözőberendezéseknél jellemző, egyirányú öntözési megoldással. Egyirányú az öntözés, ha az előrehaladás folyamán végzett öntözést pihenőszakasz, majd öntözés nélküli visszaút vagy áttelepülés követi. A hidránsról táplált gép a hidránssor egyik oldalán végighalad, majd az öntözött területen körbejárva 180o-os forduló után a másik oldalt öntözi. Javasolt hossza 400-600 m. A kombinált mozgásmódú megoldás áttelepítése csőirányú vontatással történik. Főleg olyan helyen célszerű használni, ahol a vontatás jól kihasználható. Ennél a berendezésnél a vontatásos áttelepítés miatt a javasolt max. csőhossz 500 m.

Beállítási lehetőségek, munkaminőség

Az egyes berendezések biztonságos üzemeltetése érdekében már a telepítés előtt gondoskodni kell arról, hogy a működtetés feltételei biztosítva legyenek, a berendezés megfelelő helyre kerüljön. A berendezés egyenes vonalban tartása igen fontos a mozgás közben végzett öntözésnél. Az előrehaladás során mindig azok a járótagok indulnak el, ahol az érzékelő a legnagyobb szögeltérést érzékeli. A gép védelme érdekében a két tag közötti megengedettnél nagyobb szögeltérés (a járótag lemaradása) esetén az automatika az előrehaladást leállítja. A kiöntözni kívánt vízborításnak megfelelő sebességet a berendezés indításakor kell beállítani. Rendellenességektől mentes üzem esetén további beavatkozásra, utánállításokra nincs szükség. Ügyelni kell arra, hogy a tápfeszültség előírt nagyságú legyen, mert csak így biztosítható az egyenletes haladási sebesség. A sebességtartás értékeit tekintve a hidránsról táplált (endfeed) gépek sebessége a legegyenletesebb.

Ez abból adódik, hogy a berendezések irányító rendszere a kisebb szerkezeti hosszú gépek haladását pontosabban tudja szabályozni. A nagyobb hosszúságú berendezések haladási sebessége a teljes mozgási pálya hosszára vonatkoztatva egyenletes, azonban szakaszonként az egyes tagok szakaszos mozgása miatt a sebesség változó. A sebesség egyenletessége befolyásolja a vízborítás egyenletességét. A kisebb mérték sebességeltérések ellenére az öntözés egyenletessége valamennyi típusnál megfelel a hazai követelményeknek. Az üzemi körülmények között végzett mérések azt igazolják, hogy az öntözés egyenletessége még szeles viszonyok mellett is megfelelő. Egy berendezésnél a maximális öntözött terület akkora lehet, hogy legnagyobb sebességbeállítással a gép 24-36 óra a teljes területet be tudja járni. Súlyos vízhiányos időben ennek a növény szempontjából életmentő jelentősége lehet. A hidránsról táplált berendezések élőmunka lekötése magasabb, mint a csatornás változatoké. Ennek fő oka, hogy a hidránsokra való átkötéseknél emberi beavatkozásra van szükség. Az energia-felhasználás a hidránsos gépeknél kisebb, mert ezeknél a gép mozgatásához szükséges energiát kell a helyszínen biztosítani. A lineár berendezések nagy értékű gépek, ezért üzemeltetésük nagy figyelmet igényel annak érdekében, hogy az gazdaságos legyen.

A fejlesztés iránya

Külföldön, a fejlett öntözéses gazdálkodást folytató országokban számos olyan technikai megoldást használnak, amelyek hazánkban még nem terjedtek el. Ilyenek pl. a vízellátás területén a kis keresztmetszetű, duzzasztott, szilárd burkolattal ellátott csatorna. Öntözésnél a terepakadályok kikerülésére alkalmas osztott rendszerű berendezés használata. Egyedi telepítésű berendezésnél az automatika tápfeszültségének napelemről történő biztosítása.

Csoportosan telepített öntözőberendezésekből álló, központi helyről irányított automatikus öntözőrendszer.

A hazai gyakorlatban a felsoroltakat ezideig nem alkalmazták költségességük, bonyolultságuk miatt, vagy pedig azért, mert bevezetésüket természeti körülmények nem indokolták. Az eddigi üzemeltetés tapasztalatai alapján a fejlesztés irányát a következőkben lehet meghatározni:

• az alkalmazástechnika, finomítása,
• az öntözés eszközeinek, egységesítése,
• az öntözésszervezés fejlesztése.

Az alkalmazástechnika finomítására a meglévő berendezések további alkalmazása során van szükség és lehetőség. Cél az öntözés hatékonyságának fokozása, a gépek élettartamának bővítése, megőrzése. Az öntözés eszközeinek egységesítése folyamán elsősorban a vízkivétel, és a vízszállítás eszközeinek tipizálására van szükség. Az öntözésszervezés fejlesztése céljából várhatóan a következő években kialakításra kerül a közvetlen érzékelésen alapuló öntözésirányító rendszer, amely alkalmazásával a már meglévő és a közeljövőben kiválasztásra és telepítésre kerülő berendezések egyaránt automatikusan végezhetik az önözést. A jó minőségű, a növény változó vízigényét és a talaj tulajdonságait figyelembevéve végzett öntözésnek a környezetterhelés csökkentése és a termőföld védelme szempontjából is döntő jelentősége van.

A berendezések szántóföldi alkalmazhatósága:

A szakszerű öntözés, tehát lényegében az alkalmazhatóság azon múlik, hogy mennyire sikerül egy öntöző szárnyvezeték adagolási lehetőségeit összhangba hozni az öntözendő kultúrák vízigényével és a talajok vízbefogadó, elnyelési tulajdonságaival. Ha az összhang nem jön létre, akkor vagy az öntözés nem éri el célját, vagy öntözési kártétellel illetve öntözési veszteségekkel kell számolni. A csévélhető tömlős öntözőgép vízadagolásának beállítása mennyiségi szempontból egyszerű, a kezelőszervek működésének ismeretén kívül szakértelmet nem igényel. A vízadag nagyságának pontossága és kontroll lehetőség a vizsgálati tapasztalatok szerint kielégíti az igényesebb öntözési technológiákat is. A vízadagolás minőségi oldaláról nézve az egyenletesség a kötéstávolság helyes megválasztásával és a szélhatáshoz való tudatos alkalmazkodással elfogadhatóvá tehető. A járva üzemelő esőztető öntözés adagolási intenzitásának és a talajok víznyelő képessége közötti összefüggésrendszer ismeretében az elfolyást nem okozó vízadagolás is megvalósítható.

A növények vízigényének meghatározása agronómia feladat, ami fölött az üzemeltetők rendelkeznek. A vízigény kielégítésénél, annak lehetséges szakaszolásánál azonban figyelembe kell venni a gépek adagolási lehetőségeit a talajok lejtéstől és állapottól függő víznyelési lehetőségeit.

Az öntözési technológia rendszerének bonyolultságát csak fokozza, hogy az említett elemek egyike sem jellemezhető egyetlen számértékkel, leírásukhoz a vizsgálati módszertől is függő külön paraméterrendszer kell, amelyre a statisztikai törvényekkel leírható meteorológiai és a közgazdasági környezet is hat.

Az eloszlás egyenletességének értékelésénél a mértékadó szabványok által előírt Christiansen féle egyenletességi tényezőt használjuk, a szokásos értelmezésben:

ahol Cu = Christiansen féle egyenletességi tényező %-ban;

n = adatok száma;

xi = vízborítás az i-edik helyen;

x = átlagos vízborítás;

az átlagtól való eltérés

abszolút értékének összege.

A munkaminőségi mutatók meghatározásánál hasznosan öntözött területnek tekintjük azt a területet, ahol a vízborítás nem nagyobb az átlagos vízborítás 1.3- szorosánál, és nem kisebb az átlagos vízborítás 0.7-szeresénél.

A csévélhető tömlős öntözőberendezés területteljesítményét a különböző lövőkeméretekhez tartozó megfelelő munkaminőségű sávszélességekkel, és a tömlőhossznak megfelelő sávhosszúságú területekkel lehet behatárolni. Az idényhez tartozó területteljesítmény az egy állásból öntözhető terület többszöröse.

A nyomás-térfogatáram viszonyok adatai egy-egy típusra jellemzőek, nagymértékben függenek a szerkezeti kialakítástól.

Az öntözött területen a haladási sebesség változtatásával, az igényeknek megfelelően többféle vízborítás állítható be.

Az öntözés minősége az öntözővíz eloszlásának egyenletességével jellemezhető. Kedvező eloszlás abban az esetben érhető el, ha a szórófejnél biztosítani lehet a megfelelő nyomást, ami a szórófej megbízható működéséhez elengedhetetlenül szükséges. A nyomás biztosítása a gépen belüli és a csővezetékben fellépő áramlási veszteségeket figyelembevéve a lövőke helyes megválasztásával lehetséges.

Az egyenletességet befolyásoló további tényezők a szélhatás és a beállított sebesség azonos értéken tartása.

A linear (körbenjáró és vontatott vagy magajáró öntözőkonzolok) üzemeltetése során az öntözésszervezés hagyományos folyamatához tartozó tervezési értékektől eltérő elemeket kell figyelembe venni. A hagyományosnak tekintett szakaszos öntözésnél az átlagos intenzitás (időegység alatt kiadagolt víz; mm/óra) volt a mértékadó paraméter, amit elsősorban a talaj víznyelő képessége alapján határoztak meg. Az öntözőberendezés haladása közben végzett öntözésnél az átlagos vízborítás a jellemző; a kiöntözött víz mennyiségének és az öntözött területnek a hányadosa mm-ben kifejezve, amit az öntözőgép egy elhaladás alatt öntöz ki. A pillanatnyi intenzitás származtatott érték, ami a szórószerkezet által nedvesített felületre kiadott vízmennyiség és a nedvesítés időtartamának viszonyából adódik (mm/idő). Ez az érték, mm/óra dimenzióra átszámolva a szakaszos öntözésnél használt, klasszikus értelemben vett átlagos intenzitás többszöröse, ami szakaszos öntözés esetén a talaj oldaláról elviselhetetlen lenne, de haladás közben végzett öntözésnél szakszerű sebesség beállítás mellett nem kell károkozástól tartani. Az öntözés tervezése és szervezése komplex feladat, ahol jelentőségüknek megfelelő súllyal kell figyelembevenni a növénytermesztés mindenkori igényeit, és kihasználni az öntözőberendezések szerkesztési adottságai által megvalósítható üzemeltetési változatokat. Az automatikus üzemeltetés alapja, hogy folyamatos mérés és érzékelés alapján, a növény vízigényéhez igazodva, alkalmazkodni kell a talaj és a levegő fizikai állapotához.

Forrás: Agrárágazat